BR112014017695B1 - PROCESS FOR PRELIMINARY CAST IRON TREATMENT - Google Patents
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Abstract
resumo "processo para tratamento preliminar de ferro fundido". é proposto um processo para o tratamento preliminar de ferro fundido em que, nos processos de dessiliconização, desfosforização e descarburização é obtida uma fonte de calor para fusão de sucata enquanto a quantidade de fundente usada é minimizada e a concentração de fósforo é reduzida eficazmente e o rendimento de ferro é aumentado. um processo para o tratamento preliminar de ferro fundido em que são realizados os tratamentos de dessiliconização e de desfosforização de ferro fundido usando-se um recipiente do tipo conversor, em que: o ferro fundido é primeiro carregado para o recipiente do tipo conversor e é realizado o tratamento de dessiliconização; então é realizado um processamento intermediário com a escória; a seguir é adicionado um fundente à base de cal ao recipiente e o oxigênio é insuflado e o ferro fundido é sujeito ao tratamento de desfosforização; novo ferro fundido não tratado é então carregado para o recipiente e é realizado o tratamento de dessiliconização mencionado antes e os processos acima são realizados repetidamente em continuação usando-se o mesmo recipiente.summary "process for preliminary treatment of cast iron". A process for the preliminary treatment of cast iron is proposed in which, in the desiliconization, dephosphorization and decarburization processes, a heat source for scrap melting is obtained while the amount of flux used is minimized and the phosphorus concentration is effectively reduced. Iron yield is increased. a process for the preliminary treatment of cast iron in which the desiliconization and dephosphorization treatments of cast iron are performed using a converter type container, wherein: the cast iron is first loaded into the converter type container and is carried out the desiliconization treatment; then an intermediate processing with the slag is performed; thereafter a lime based flux is added to the vessel and oxygen is inflated and the cast iron is subjected to dephosphorization treatment; The new untreated cast iron is then loaded into the container and the desiliconization treatment mentioned above is performed and the above processes are repeatedly carried out continuously using the same container.
Description
(54) Título: PROCESSO PARA TRATAMENTO PRELIMINAR DE FERRO FUNDIDO (51) Int.CI.: C21C 1/02; C21C 1/04; C21C 5/28; C21C 5/36 (30) Prioridade Unionista: 16/01/2013 JP 2013-005194, 19/01/2012 JP 2012-008811 (73) Titular(es): JFE STEEL CORPORATION (72) Inventor(es): RYO KAWABATA; YOZO IWAKI; SHIZUHIKO IKENO; KOCHIRO EJIMA; TAKESHI ISHII; MASANORI NISHIKORI; HIRONORI FUKUSHIMA; NAOKI KIKUCHI; NORIHIKO SUZUKI; KOTARO TANAKA; KAZUHITO YAMAMOTO; NAOTAKA SASAKI; YASUSHI OGASAWARA; FUTOSHI OGASAWARA; YUICHI UCHIDA; MASAOMI SENOO; MANABU TANO(54) Title: PROCESS FOR PRELIMINARY CAST IRON TREATMENT (51) Int.CI .: C21C 1/02; C21C 1/04; C21C 5/28; C21C 5/36 (30) Unionist Priority: 16/01/2013 JP 2013-005194, 19/01/2012 JP 2012-008811 (73) Holder (s): JFE STEEL CORPORATION (72) Inventor (s): RYO KAWABATA ; YOZO IWAKI; SHIZUHIKO IKENO; KOCHIRO EJIMA; TAKESHI ISHII; MASANORI NISHIKORI; HIRONORI FUKUSHIMA; NAOKI KIKUCHI; NORIHIKO SUZUKI; KOTARO TANAKA; KAZUHITO YAMAMOTO; NAOTAKA SASAKI; YASUSHI OGASAWARA; FUTOSHI OGASAWARA; YUICHI UCHIDA; MASAOMI SENOO; MANABU TANO
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PROCESSO PARA TRATAMENTO PRELIMINAR DE FERRO FUNDIDO.PROCESS FOR PRELIMINARY CAST IRON TREATMENT.
CAMPO TÉCNICO [001] Esta invenção refere-se a um processo para o tratamento preliminar de ferro fundido e mais particularmente a um processo para conduzir tanto a dessilicatização como a desfosforização em um (o mesmo) recipiente do tipo conversor.TECHNICAL FIELD [001] This invention relates to a process for the preliminary treatment of cast iron and more particularly to a process for conducting both desilicate and dephosphorization in a (the same) converter type container.
TÉCNICA ANTECEDENTE [002] Em geral, o ferro fundido é sujeito a um tratamento preliminar para remover preliminarmente o silício e o fósforo no ferro fundido antes da refinação por descarburização em um conversor. O tratamento preliminar do ferro fundido é realizado com a finalidade de diminuir uma quantidade de fundente para refinação usado, melhorando a pureza do aço fundido, melhorando um rendimento de manganês por prevenção de peroxidação em uma operação com um conversor, diminuindo uma quantidade de escória para refinação etc. e vários métodos que incluem um tratamento na etapa de descarburização são propostos para isto.BACKGROUND TECHNIQUE [002] In general, cast iron is subjected to a preliminary treatment to preliminarily remove silicon and phosphorus from cast iron prior to decarburization refining in a converter. The preliminary treatment of the cast iron is carried out with the purpose of decreasing an amount of used refining flux, improving the purity of the molten steel, improving a manganese yield by preventing peroxidation in an operation with a converter, decreasing an amount of slag for refining etc. and several methods that include treatment in the decarburization stage are proposed for this.
[003] A escória para refino é gerada no tratamento preliminar do ferro fundido. Quando a escória para refine for utilizada para várias aplicações, é necessário que o flúor e similares não sejam eluidos dependendo da aplicação. Para esta finalidade, até agora tem sido revisto um processo de condução de um tratamento preliminar de ferro fundido que não usa fluorito (CaF2) como uma fonte de flúor usada com a finalidade de melhorar a eficiência da desfosforização. Recentemente, também é pedido que seja reduzido o volume de emissão de gás de estufa na indústria do aço. Sob esta conexão, é revisto um método de refine em que a taxa de uso de ferro fundido proveniente de um alto forno que requer grande energia para a redução do óxido de ferro seja diminuída enquanto é aumentada uma taxa de uso de fonte de ferro[003] Slag for refining is generated in the preliminary treatment of cast iron. When refining slag is used for various applications, it is necessary that fluorine and the like are not eluted depending on the application. For this purpose, a process for conducting a preliminary treatment of cast iron that does not use fluorite (CaF 2 ) as a source of fluoride has been reviewed so far to improve the efficiency of dephosphorization. Recently, the volume of greenhouse gas emissions in the steel industry is also being asked to reduce. Under this connection, a refining method is revised in which the rate of use of cast iron from a blast furnace that requires great energy to reduce iron oxide is decreased while an rate of use of iron source is increased
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 5/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 5/70
2/53 fria tal como sucata de ferro ou similar. Sob tal situação, o método recente para o tratamento preliminar de ferro fundido tende a aumentar a taxa de uso da fonte de ferro fria enquanto melhora o método de refino.2/53 cold such as iron scrap or similar. Under such a situation, the recent method for preliminary treatment of cast iron tends to increase the rate of use of the cold iron source while improving the refining method.
[004] Como um dos tratamentos preliminares de ferro fundido que conduzem a dessilicatização ou a desfosforização do ferro fundido, há um processo em que o silício ou o fósforo no ferro fundido é removido em uma escória por adição de um agente de refino (solvente de fundente) tal como cal viva ou similar ao ferro fundido enquanto se adiciona um oxigênio gasoso ou uma fonte de oxigênio sólido tal como óxido de ferro ou similar. Como um recipiente para o tratamento de ferro fundido são usados um recipiente para transporte tal como carrotorpedo, cuba de alto forno ou similar, um recipiente do tipo conversor (forno de refino) etc. Para usar uma grande quantidade de sucata, é vantajoso usar um recipiente do tipo conversor que possua uma grande capacidade.[004] As one of the preliminary cast iron treatments that lead to desilication or dephosphorization of the cast iron, there is a process in which the silicon or phosphorus in the cast iron is removed in a slag by adding a refining agent (solvent of flux) such as quicklime or similar to cast iron while adding a gaseous oxygen or a solid oxygen source such as iron oxide or the like. As a container for the treatment of cast iron, a transport container such as a carburettor, blast furnace vat or the like, a converter-type vessel (refining furnace) etc. are used. To use a large amount of scrap, it is advantageous to use a converter type container that has a large capacity.
[005] No Documento de Patente 1 é descrito um método de refino de ferro fundido que conduz a dessilicatização e a desfosforização com um conversor em que a remoção da escória intermediária é realizada depois da dessilicatização no conversor e subsequentemente é conduzida desfosforização. Este método propõe um processo em que a refosforização depois da dessilicatização é suprimida por controle da composição da escória para facilitar a desfosforização subsequente. [006] No Documento de Patente 2 é descrito um processo para o tratamento preliminar de ferro fundido em que a dessilicatização é realizada com um reator do tipo conversor e o ferro fundido dessilicatizado depois do despejo e da remoção da escória é de novo retornado ao reator para conduzir a desfosforização. Este método para o tratamento preliminar de ferro fundido é um processo de conduzir a desfosforização eficazmente por ajuste apropriado da concentração de silício, da[005] In Patent Document 1 a method of refining cast iron is described which leads to desilication and dephosphorization with a converter in which the removal of the intermediate slag is carried out after desilication in the converter and subsequently dephosphorization is carried out. This method proposes a process in which refosphorization after desilication is suppressed by controlling the composition of the slag to facilitate subsequent dephosphorization. [006] Patent Document 2 describes a process for the preliminary treatment of cast iron in which desilication is carried out with a converter-type reactor and the desilicated cast iron after dumping and slag removal is returned to the reactor again. to drive dephosphorization. This method for the preliminary treatment of cast iron is a process of conducting dephosphorization effectively by adjusting silicon concentration,
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 6/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 6/70
3/53 basicidade da escória e da concentração do óxido de ferro no ferro fundido depois da dessilicatização sem usar o fluorito e um processo de dissolução da sucata na dessilicatização e/ou na desfosforização. [007] No Documento de Patente 3 é descrito um processo para o tratamento preliminar que conduz continuamente a dessilicatização e a desfosforização de ferro fundido com um recipiente do tipo conversor em que 40~60 % em massa de uma escória gerada depois da desfosforização de uma carga precedente é retida no recipiente e utilizada na dessilicatização e na desfosforização para fazer diminuir a quantidade de escória gerada.3/53 basicity of slag and concentration of iron oxide in cast iron after desilication without using fluorite and a process of dissolving scrap in desilication and / or dephosphorization. [007] Patent Document 3 describes a process for preliminary treatment that continuously leads to desilication and dephosphorization of cast iron with a converter-type container in which 40 ~ 60% by weight of a slag generated after dephosphorization of a previous charge is retained in the container and used for desilication and dephosphorization to reduce the amount of slag generated.
DOCUMENTOS DA TÉCNICA ANTERIORPREVIOUS TECHNICAL DOCUMENTS
DOCUMENTOS DA PATENTE [008] Documento da Patente 1: JP-A-2001-271113 [009] Documento da Patente 2: JP-A-2002-129221 [0010] Documento da Patente 3: JP-A-2002-256325PATENT DOCUMENTS [008] Patent Document 1: JP-A-2001-271113 [009] Patent Document 2: JP-A-2002-129221 [0010] Patent Document 3: JP-A-2002-256325
SUMÁRIO DA INVENÇÃOSUMMARY OF THE INVENTION
TAREFA A SER RESOLVIDA PELA INVENÇÃO [0011] No método descrito no Documento de Patente 1, é tentado suprimir a refosforização depois da dessilicatização pelo controle da composição de escória de modo que a basicidade da escória seja de aproximadamente 0,9~1,1 e T. O Fe está em torno de 15~20 % em massa depois da dessilicatização. Nesta técnica descrita, no entanto, há um problema de que a refosforização é causada quando T. Fe não é mais do que 15 % em massa aa uma basicidade da escória de 0,9~1,1 e, portanto, a concentração de fósforo no ferro fundido compactado se torna maior.TASK TO BE SOLVED BY THE INVENTION [0011] In the method described in Patent Document 1, it is attempted to suppress the phosphorization after desilication by controlling the slag composition so that the slag basicity is approximately 0.9 ~ 1.1 and T. Fe is around 15 ~ 20% by weight after desilication. In this described technique, however, there is a problem that the phosphorization is caused when T. Fe is not more than 15% by mass at a slag basicity of 0.9 ~ 1.1 and therefore the phosphorus concentration in compacted cast iron it gets bigger.
[0012] O método descrito no Documento de Patente 2 é vantajoso para diminuir a concentração de fósforo de ferro fundido porque o ato de despejar o ferro fundido do recipiente do tipo conversor e a remoção da escória são realizados depois da dessilicatização e o ferro funPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 7/70[0012] The method described in Patent Document 2 is advantageous for decreasing the concentration of cast iron phosphorus because the act of dumping the cast iron from the converter type container and removing the slag are carried out after desilication and the funPetition iron 870180032588 , of 04/20/2018, p. 7/70
4/53 dido dessilicatizado é novamente retornado para o recipiente para conduzir a desfosforização. No entanto, o ato de despejar e a carga de ferro fundido são repetidos, de modo que haja um problema que a produtividade é consideravelmente deteriorada quando estas operações são realizadas usando um (o mesmo) recipiente do tipo conversor. Por outro lado, podem ser usados dois recipientes do tipo conversor, porém há um problema de que o custo da instalação é alto e a perda de calor devida à dissipação térmica proveniente do recipiente é aumentada. Além disso, há um problema de que como é necessário adicionar uma maior quantidade de solvente para o fundente e na dessilicatização e na desfosforização, é provocado o aumento do custo de refino e a perda de calor devida à absorção de calor pelo solvente do fundente é aumentada.4/53 The desiccated salt is returned to the container to conduct dephosphorization. However, the act of dumping and the load of cast iron are repeated, so that there is a problem that productivity is considerably deteriorated when these operations are carried out using a (the same) converter-type container. On the other hand, two converter type containers can be used, but there is a problem that the cost of installation is high and the heat loss due to the thermal dissipation from the container is increased. In addition, there is a problem that as it is necessary to add a greater amount of solvent to the flux and in desilicate and dephosphorization, the increase in refining cost is caused and the heat loss due to the absorption of heat by the flux solvent is increased.
[0013] No método divulgado no Documento da Patente 2, o óxido de ferro tal como o minério de ferro ou similar é carregado na desfosforização para promover a formação de escoria ou melhorar a eficiência da desfosforização. Portanto, há um problema que a absorção de calor associada com a reação de decomposição do óxido de ferro oxide ou a perda de calor devida ao ato de despejar intermediário é grande e, portanto, a quantidade de calor suficiente para dissolver uma maior quantidade de escorio não pode ser garantida sucata. Neste processo, como a basicidade é relativamente alta, a proporção da fase sólida na escória se torna mais alta mesmo no término da desfosforização e a fluidez é baixa e, portanto, gotículas de ferro fundido são incorporadas à escória e removidas do recipiente e solidificadas sem estarem separadas. Consequentemente, há um problema de que é causado o aumento da perda de metal base. Isto é, uma parte do metal base pode ser recuperada como uma fonte de íon por separação magnética depois da pulverização da escória, porém as partículas de ferro incorporadas à escória não podem ser recuperadas e, portanto, a maior parte[0013] In the method disclosed in Patent Document 2, iron oxide such as iron ore or the like is loaded in dephosphorization to promote slag formation or improve the efficiency of dephosphorization. Therefore, there is a problem that the heat absorption associated with the oxidation reaction of iron oxide oxidizes or the heat loss due to the act of pouring intermediate is large and, therefore, the amount of heat sufficient to dissolve a greater amount of scoria. scrap cannot be guaranteed. In this process, as the basicity is relatively high, the proportion of the solid phase in the slag becomes higher even at the end of the dephosphorization and the fluidity is low and therefore droplets of cast iron are incorporated into the slag and removed from the container and solidified without separate. Consequently, there is a problem that the increased loss of base metal is caused. That is, a part of the base metal can be recovered as an ion source by magnetic separation after spraying the slag, however the iron particles incorporated into the slag cannot be recovered and, therefore, most
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 8/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 8/70
5/53 da mesma é desviada para a aplicação civil e similares juntamente com a escória e a perda do metal base é grande.5/53 of it is diverted to civil and similar applications together with the slag and the loss of the base metal is great.
[0014] O Documento da Patente 3 propõe um método de prétratamento em que a dessilicatização e a desfosforização são conduzidas continuamente em um recipiente do tipo conversor, enquanto apenas 40~60 % em massa da escória são descarregados depois da desfosforização e o restante é usado na dessilicatização e na desfosforização da próxima carga para diminuir a quantidade de solvente para o fundente usado e a quantidade de geração de escória, de modo que é esperada a diminuição da perda de calor. No entanto, o Documento da Patente 3 não apresenta uma composição da escória e de preferência a faixa de temperatura de tratamento na dessilicatização e na desfosforização. Como a desfosforização é conduzida enquanto se mantém uma grande quantidade da escória dessilicatizada no recipiente, é necessário usar uma grande quantidade de um solvente para o fundente à base de cal para o ajuste da basicidade da escória na produção de ferro fundido com baixo teor de fósforo. Consequentemente, a escória dessilicatizada não é provocada, ao passo que a quantidade de escória desfosforizada é aumentada no recipiente para diminuir a eficiência da reação e a quantidade da escória desfosforizada descarregada é inversamente aumentada, de modo que haja um problema que é causada a perda de metal base incorporado à escória desfosforizada.[0014] Patent Document 3 proposes a pretreatment method in which desilicate and dephosphorization are carried out continuously in a converter-type container, while only 40 ~ 60% by weight of the slag is discharged after dephosphorization and the rest is used in the desilication and dephosphorization of the next load to decrease the amount of solvent for the used flux and the amount of slag generation, so that the decrease in heat loss is expected. However, Patent Document 3 does not present a slag composition and preferably the treatment temperature range for desilication and dephosphorization. As dephosphorization is carried out while maintaining a large amount of desilicate slag in the container, it is necessary to use a large amount of a solvent for the lime based flux to adjust the basicity of the slag in the production of low phosphorus cast iron. . Consequently, desilicate slag is not caused, whereas the amount of dephosphorized slag is increased in the vessel to decrease the efficiency of the reaction and the amount of dephosphorized slag discharged is inversely increased, so there is a problem that is caused by the loss of base metal incorporated into dephosphorized slag.
[0015] Um objetivo principal da invenção é propor um processo para conduzir eficazmente a dessilicatização e a desfosforização de ferro fundido em uma pequena quantidade de um solvente para o fundente usado. Outro objetivo da invenção é propor um processo para o tratamento preliminar de ferro fundido que seja capaz de suprimir o custo da produção de ferro fundido com baixo teor de fósforo, aumentando a quantidade de sucata usada e também reduzindo a perda de[0015] A main objective of the invention is to propose a process to effectively conduct the desilicate and dephosphorization of cast iron in a small amount of a solvent for the used flux. Another objective of the invention is to propose a process for the preliminary treatment of cast iron that is capable of suppressing the cost of producing low phosphorus cast iron, increasing the amount of scrap used and also reducing the loss of
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 9/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 9/70
6/53 metal base incorporado à escória.6/53 base metal incorporated into the slag.
SOLUÇÃO PARA A TAREFA [0016] Os inventores fizeram vários estudos em um processo em que a concentração de fósforo pode ser diminuída eficazmente mesmo quando a quantidade de solvente para o fundente usado for suprimida no processo de dessilicatização, desfosforização e descarburização e a fonte de calor para dissolver a sucata pode ser garantida suficientemente para melhorar o rendimento do ferro. Consequentemente, foi descoberto que os objetivos acima podem ser alcançados por um ajuste apropriado da quantidade de escória retida no conversor e transportada para a etapa subsequente e as condições de tratamento tal como a composição da escória, a temperatura e similar no tratamento preliminar que conduz a dessilicatização e a desfosforização do ferro fundido e, como um resultado, pode ser realizado o método de tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção.TASK SOLUTION [0016] The inventors have carried out several studies in a process in which the concentration of phosphorus can be effectively decreased even when the amount of solvent for the used flux is suppressed in the process of desilication, dephosphorization and decarburization and the heat source to dissolve the scrap it can be guaranteed sufficiently to improve the yield of the iron. Consequently, it has been found that the above objectives can be achieved by an appropriate adjustment of the amount of slag retained in the converter and transported to the subsequent step and treatment conditions such as slag composition, temperature and the like in the preliminary treatment leading to desilication and dephosphorization of cast iron and, as a result, the method of preliminary treatment of cast iron according to the invention can be carried out.
[0017] Isto é, a invenção é um processo para o tratamento preliminar de ferro fundido por condução da dessilicatização e da desfosforização do ferro fundido com um recipiente do tipo conversor em que o ferro fundido despejado de um alto forno é primeiro carregado ao recipiente do tipo conversor para conduzir a dessilicatização e então o ferro fundido e uma parte da escória depois da dessilicatização e então o ferro fundido e uma parte da escória depois da dessilicatização são mantidos no recipiente para conduzir a remoção da escória intermediária e subsequentemente um solvente para o fundente à base de cal é adicionado ao ferro fundido e a escória mantida no recipiente depois da dessilicatização enquanto se insufla o oxigênio para conduzir a desfosforização do ferro fundido, caracterizado pelo fato de que não menos do que 30 % em massa de uma escória que possua uma basicidade da escória de não menos do que 1,2 depois da desfosforização seja mantida no recipiente do tipo conversor e então pelo menos ferro[0017] That is, the invention is a process for the preliminary treatment of cast iron by conducting the desilication and dephosphorization of the cast iron with a converter-type container in which the cast iron poured from a blast furnace is first loaded into the vessel. converter type to conduct desilicate and then cast iron and a part of the slag after desilicate and then the cast iron and a part of the slag after desilicate are kept in the container to drive the removal of the intermediate slag and subsequently a solvent for the flux lime-based is added to the cast iron and the slag kept in the container after desilication while oxygen is being blown to conduct dephosphorization of the cast iron, characterized by the fact that no less than 30% by weight of a slag that has a slag basicity of not less than 1.2 after dephosphorization is maintained in the converter-type container and then at least iron
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 10/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 10/70
7/53 fundido não tratado seja carregado ao recipiente que contém a escória depois da desfosforização para conduzir a dessilicatização e a concentração de silício do ferro fundido no término da dessilicatização é obtida até não mais do que 0,2 % em massa e uma basicidade da escória depois da dessilicatização é obtida até não menos do que 0,5 porém não mais do que 1,5 e a temperatura do ferro fundido é obtida até não menos do que 1240°C porém não mais alta do que 1400°C e depois disso é conduzida uma remoção intermediária de escória de descarga de não menos do que 40 % em massa da escória depois da dessilicatização proveniente do recipiente e subsequentemente é conduzida uma desfosforização no mesmo recipiente.7/53 untreated melt is loaded into the container containing the slag after dephosphorization to conduct desilicate and the silicon concentration of the molten iron at the end of the desilicate is obtained to no more than 0.2% by mass and a basicity of slag after desilication is obtained up to not less than 0.5 but not more than 1.5 and the temperature of the cast iron is obtained up to not less than 1240 ° C but not higher than 1400 ° C and thereafter an intermediate removal of discharge slag of not less than 40% by mass of the slag is carried out after desilication from the container and subsequently dephosphorization is carried out in the same container.
[0018] Na invenção são preferíveis os seguintes meios de solução:[0018] In the invention, the following means of solution are preferable:
(1) a basicidade da escória depois da desfosforização não é mais alta do que 3,0;(1) the slag basicity after dephosphorization is not higher than 3.0;
(2) a escória depois da desfosforização é retida no recipiente a não menos do que 60 % em massa de uma quantidade gerada na desfosforização;(2) the slag after dephosphorization is retained in the container to not less than 60% by mass of an amount generated by dephosphorization;
(3) uma basicidade da escória durante a dessilicatização não é menor do que 0,8, porém não maior do que 1,5;(3) a slag basicity during desilication is not less than 0.8, but not greater than 1.5;
(4) a escória depois da dessilicatização possui uma basicidade da escória de não menos do que 0,8, porém não mais do que 1,5 e T. Fe de não menos do que 5 % em massa, porém de não maior do que 25 % em massa;(4) the slag after desilication has a slag basicity of not less than 0.8, but not more than 1.5 and T. Fe of not less than 5% by weight, but not more than 25% by mass;
(5) a fonte de ferro fria é carregada durante a dessilicatização;(5) the cold iron source is loaded during desilication;
(6) a dessilicatização é conduzida carregando a fonte de ferro fria ao recipiente do tipo conversor além do ferro fundido despejado do alto forno e insuflando oxigênio para tornar a temperatura do ferro fundido no término da dessilicatização até não inferior a 1260°C, porém não superior a 1350°C;(6) desilication is carried out by loading the cold iron source into the converter-type container in addition to the cast iron poured out of the blast furnace and by inflating oxygen to bring the temperature of the molten iron at the end of the desilication to not less than 1260 ° C, but not greater than 1350 ° C;
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 11/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 11/70
8/53 (7) uma quantidade de uma fonte de ferro fria que satisfaça a equação a seguir é carregada para a dessilicatização por uma quantidade total de ferro fundido e a fonte de ferro fria carregada no recipiente do tipo conversor:8/53 (7) an amount of a cold iron source that satisfies the following equation is loaded for desilication by a total amount of cast iron and the cold iron source loaded in the converter-type container:
Y = (3 + 34,5[%Si] + 0,21Ti) (1000 - Xs)/1000 em que Y é 230~270.Y = (3 + 34.5 [% Si] + 0.21Ti) (1000 - Xs) / 1000 where Y is 230 ~ 270.
[0019] [%Si] é a concentração de silício no ferro fundido carregada (% em massa), [0020] Ti é a temperatura do ferro fundido carregado (°C) e [0021] Xs é uma unidade básica de uma fonte de ferro fria (kg/t);[0019] [% Si] is the concentration of silicon in the charged cast iron (% by mass), [0020] Ti is the temperature of the loaded cast iron (° C) and [0021] Xs is a basic unit of a source of cold iron (kg / t);
(8) a concentração de silício no ferro fundido no término da dessilicatização não é mais do que 0,1 % em massa;(8) the concentration of silicon in the cast iron at the end of desilication is not more than 0.1% by mass;
(9) a desfosforização é conduzida por carregamento ou adição de 100~250 kg/t da fonte de ferro fria e 2~10 kg/t de silício como um óxido por peso total de ferro fundido e a fonte de ferro fria para o recipiente do tipo conversor;(9) dephosphorization is conducted by loading or adding 100 ~ 250 kg / t of the cold iron source and 2 ~ 10 kg / t of silicon as an oxide by total weight of cast iron and the cold iron source for the container converter type;
(10) a desfosforização é conduzida mantendo-se 4~20 kg/t da escória depois da dessilicatização pelo peso total da fonte de ferro fria e de ferro fundido no recipiente do tipo conversor depois da remoção intermediaria da escória, pela adição de um solvente para o fundente à base de cal e insuflação de oxigênio de modo a tornar uma basicidade da escória depois da desfosforização de não menos do que 1,2 porém de não mais do que 3,0 e a temperatura do ferro fundido depois do término da desfosforização a não menos do que 1280°C porém mais alta do que 1360°C;(10) dephosphorization is carried out keeping 4 ~ 20 kg / t of slag after desilication by the total weight of the cold iron and cast iron in the converter-type container after the intermediate removal of the slag, by adding a solvent for the lime based flux and oxygen insufflation in order to make a slag basicity after dephosphorization of not less than 1.2 but not more than 3.0 and the temperature of the cast iron after the end of dephosphorization not less than 1280 ° C but higher than 1360 ° C;
(11) a desfosforização é conduzida por aplicação de um jato de agente de refino que contenha pelo menos um ingrediente de cal em pó, carbonato de cálcio e óxido de ferro a um metal fundido através de uma lança de insuflação no topo.(11) dephosphorization is carried out by applying a jet of refining agent that contains at least one ingredient of powdered lime, calcium carbonate and iron oxide to a molten metal through an insufflation lance at the top.
EFEITO DA INVENÇÃOEFFECT OF THE INVENTION
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 12/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 12/70
9/53 [0022] De acordo com o método para o tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção que possui a construção mencionada antes, um teor de cal na escória depois da desfosforização pode ser utilizado como uma fonte de cal na dessilicatização da próxima carga e pode suprimir a refosforização na dessilicatização, de modo que seja possível diminuir a quantidade do solvente para o fundente à base de cal durante todo o processo de tratamento preliminar do ferro fundido.9/53 [0022] According to the method for the preliminary treatment of cast iron according to the invention having the aforementioned construction, a lime content in the slag after dephosphorization can be used as a source of lime in the desilication of the next charge and can suppress the phosphorization in the desilication, so that it is possible to decrease the amount of the solvent for the lime based flux during the whole process of preliminary treatment of the cast iron.
[0023] De acordo com a invenção, a remoção intermediária de escória e a desfosforização subsequente são conduzidas no mesmo recipiente depois da dessilicatização, de modo que uma quantidade correspondente à dissipação do calor devido ao deslocamento do recipiente de refino pode ser uma fonte de calor para dissolver a fonte de ferro fria, enquanto que a escória a alta temperatura gerada pela précarga depois da desfosforização pode ser utilizada como um solvente para o fundente e, portanto, pode ser utilizado um teor de calor absorvido como um calor para a dissolução da fonte de ferro fria em comparação com o caso da adição de solvente para o fundente à temperatura ambiente. Como um resultado, pode ser tentado não apenas aumentar uma quantidade da fonte de ferro fria (sucata) usada, porém também para reduzir a perda de metal base.[0023] According to the invention, intermediate slag removal and subsequent dephosphorization are carried out in the same container after desilication, so that an amount corresponding to the heat dissipation due to displacement of the refining container can be a source of heat to dissolve the cold iron source, while the high temperature slag generated by the pre-charge after dephosphorization can be used as a solvent for the flux and therefore an absorbed heat content can be used as a heat to dissolve the source of cold iron compared to the case of adding solvent to the flux at room temperature. As a result, it may be attempted not only to increase the amount of the cold iron source (scrap) used, but also to reduce the loss of base metal.
[0024] De acordo com a invenção, a escória gerada na dessilicatização que possui uma baixa basicidade é descarregada do recipiente entre a dessilicatização e a desfosforização, de modo que a quantidade de solvente para o fundente à base de cal pode ser diminuída na desfosforização necessária para ser realizada a uma basicidade relativamente alta ((% em massa de CaO/% em massa de SiO2) = 1,2~3,0) e o custo de produção de ferro fundido pode ser diminuído.[0024] According to the invention, the slag generated in the desilicate which has a low basicity is discharged from the container between the desilicate and the dephosphorization, so that the amount of solvent for the lime-based flux can be reduced in the necessary dephosphorization. to be carried out at a relatively high basicity ((% by mass CaO /% by mass SiO2) = 1.2 ~ 3.0) and the cost of producing cast iron can be reduced.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0025] A FIG. 1 é uma vista esquemática de um recipiente do tipoBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0025] FIG. 1 is a schematic view of a container of the type
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 13/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 13/70
10/53 conversor (forno de refino) usado no método para tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção.10/53 converter (refining oven) used in the method for preliminary treatment of cast iron according to the invention.
[0026] A FIG. 2 é uma vista esquemática que ilustra o método para o tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção na sequência do processo.[0026] FIG. 2 is a schematic view illustrating the method for the preliminary treatment of cast iron according to the invention following the process.
[0027] A FIG. 3 é um gráfico que apresenta uma relação entre basicidade da escória, proporção de remoção da escória e viscosidade da escória.[0027] FIG. 3 is a graph showing a relationship between slag basicity, proportion of slag removal and slag viscosity.
[0028] A FIG. 4 é um gráfico que apresenta uma relação entre um grau de progressão na insuflação e uma basicidade calculada em um recipiente.[0028] FIG. 4 is a graph showing a relationship between a degree of progression in inflation and a calculated basicity in a container.
MODALIDADES PARA A REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO [0029] A invenção será descrita com referência aos desenhos a seguir.MODALITIES FOR CARRYING OUT THE INVENTION [0029] The invention will be described with reference to the following drawings.
[0030] No processo para o tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção, um forno 1 para refino do tipo conversor insuflável no topo e no fundo como apresentado na FIG. 1 é usado como um exemplo do recipiente do tipo conversor. No forno 1 para refino, é realizada uma insuflação no topo por insuflação de oxigênio gasoso 12 por uma ponta de uma lança de insuflação 2 de elevação no topo em direção ao ferro fundido 9. Como o oxigênio gasoso 12 é usado oxigênio industrial puro. Além disso, a insuflação no fundo é realizada por ventaneiras 3 para insuflação no fundo dispostas no fundo do forno 1 para refino. Como um gás 13 para insuflação pelo fundo, é comum um gás que contenha oxigênio gasoso ou um gás inerte tal como Ar gasoso, nitrogênio gasoso ou similar, porém pode será usado um gás que tenha uma função de reforçar a agitação do ferro fundido 9 e de promover a dissolução de uma fonte de ferro fria por insuflação no ferro fundido ou também um gás que tenha a função de insuflar um solvente para o fundente no ferro fundido juntamente com um gás carPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 14/70[0030] In the process for the preliminary treatment of cast iron according to the invention, a furnace 1 for refining of the inflatable converter type at the top and bottom as shown in FIG. 1 is used as an example of the converter type container. In the furnace 1 for refining, an insufflation is carried out at the top by insufflation of gaseous oxygen 12 by a tip of an insufflation lance 2 lifting at the top towards the cast iron 9. As gaseous oxygen 12 is used pure industrial oxygen. In addition, insufflation at the bottom is carried out by nozzles 3 for insufflation at the bottom arranged at the bottom of oven 1 for refining. As a gas 13 for bottom insufflation, a gas containing gaseous oxygen or an inert gas such as gaseous air, gaseous nitrogen or the like is common, but a gas that has a function to reinforce the agitation of the cast iron 9 and to promote the dissolution of a cold iron source by insufflation in the cast iron or also a gas that has the function of insufflating a solvent for the flux in the cast iron together with a carPetition gas 870180032588, of 04/20/2018, p. 14/70
11/53 reador. Além disso, o numeral 4 na figura é um orifício de retirada para despejar o ferro fundido 9 depois do refino.11/53 reador. In addition, numeral 4 in the figure is a withdrawal orifice for pouring cast iron 9 after refining.
[0031] Na invenção, dois ou mais fornos 1 de refino do tipo conversor são usados no refino do ferro fundido, em que pelo menos um dos fornos 1 de refino do tipo conversor é usado no tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção e um forno restante é usado no refino por descarburização do ferro fundido sujeito ao tratamento preliminar do ferro fundido pela aplicação de um método da invenção. Por exemplo, é preferível que o tratamento preliminar seja conduzido no forno 1 de refino do tipo conversor para o tratamento preliminar do ferro fundido e o ferro fundido depois do tratamento preliminar é deslocado no forno de refino do tipo conversor para o refino por descarburização para conduzir a descarburização.[0031] In the invention, two or more converter type refining furnaces 1 are used in refining cast iron, wherein at least one of the converter type refining furnaces 1 is used in the preliminary treatment of the cast iron according to the invention and a remaining furnace is used in refining by decarburizing the cast iron subject to the preliminary treatment of the cast iron by applying a method of the invention. For example, it is preferable that the preliminary treatment is carried out in the converter type refining furnace 1 for the preliminary treatment of the cast iron and the cast iron after the preliminary treatment is moved in the converter type refining furnace for the decarburization refining to conduct decarburization.
[0032] O processo para tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção que usa o forno 1 de refino do tipo conversor é realizado na ordem de (A) carga do ferro fundido, (B) dessilicatização, (C) remoção intermediária da escória, (D) desfosforização e (E) derramamento do ferro fundido como apresentado em um fluxograma da FIG. 2. Especialmente, é possível conduzir eficazmente o tratamento preliminar do ferro fundido pela repetição destas etapas no mesmo forno.[0032] The process for preliminary treatment of the cast iron according to the invention using the converter type refining furnace 1 is carried out in the order of (A) loading the cast iron, (B) desilicating, (C) intermediate removal of the slag, (D) dephosphorization and (E) pouring of the cast iron as shown in a flow chart of FIG. 2. Especially, it is possible to effectively conduct the preliminary treatment of the cast iron by repeating these steps in the same oven.
[0033] (1) Primeiro será explicada uma etapa de carregamento do ferro fundido (A).[0033] (1) First, a loading step for the cast iron (A) will be explained.
[0034] Na etapa (A), é carregado um novo ferro fundido 9 de uma concha 14 para carregamento enquanto retém a escória 17 gerada depois da desfosforização pelo tratamento preliminar do ferro fundido pré-carregado (aqui a seguir denominada simplesmente escória depois da desfosforização) no forno 1 de refino do tipo conversor ou na fonte de ferro fria 11 tal como sucata de ferro ou similar antes do carregamento do ferro fundido e então o ferro fundido 9 é carregado. CoPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 15/70[0034] In step (A), a new cast iron 9 is loaded from a shell 14 for loading while retaining the slag 17 generated after dephosphorization by preliminary treatment of the pre-loaded cast iron (hereinafter simply called slag after dephosphorization) ) in the converter type refining furnace 1 or in the cold iron source 11 such as scrap iron or the like before loading the cast iron and then the casting iron 9 is loaded. CoPetition 870180032588, of 04/20/2018, p. 15/70
12/53 mo a fonte de ferro fria 11 carregada anteriormente pode ser uma composta principalmente de ferro tal como ferro reduzido direto, ferro gusa frio e similar além da sucata de ferro definida em Uniform standards of Ferrous Scraps da Japan ferrous raw materials association. [0035] A escória 17 depois da desfosforização precedente retida no forno 1 de refino para o próximo refino é usada com a finalidade de ajustar a basicidade da escória na dessilicatização subsequente. A basicidade da escória depois da desfosforização (% em massa de CaO/% em massa de SiO2) (aqui a seguir denominada simplesmente basicidade) é obtida até não menor do que 1,2, de preferência não menor do que 1.4, Por este motivo, quando a basicidade da escória 17 depois da desfosforização no término da desfosforização precedente for menor do que 1,2, mesmo se tal escória for retida, o ajuste da basicidade na dessilicatização é insuficiente e é necessário adicionar uma grande quantidade de solvente para o fundente à base de cal. Além disso, o limite superior da basicidade da escória depois da desfosforização não é particularmente limitado, porém a basicidade da escória na desfosforização de ferro fundido habitual não é mais do que aproximadamente 3,0, de modo que não é necessário aumentar a basicidade de modo a exceder o valor acima.12/53 mo the previously loaded cold iron source 11 may be composed mainly of iron such as direct reduced iron, cold pig iron and the like in addition to the iron scrap defined in Japan's Uniform standards of Ferrous Scraps ferrous raw materials association. [0035] Slag 17 after the previous dephosphorization retained in the refining furnace 1 for the next refining is used for the purpose of adjusting the basicity of the slag in the subsequent desilicate. The basicity of the slag after dephosphorization (% by mass of CaO /% by mass of SiO2) (hereinafter referred to simply as basicity) is obtained up to not less than 1.2, preferably not less than 1.4, For this reason , when the basicity of the slag 17 after dephosphorization at the end of the preceding dephosphorization is less than 1.2, even if such slag is retained, the basicity adjustment in the desilicate is insufficient and it is necessary to add a large amount of solvent to the flux based on lime. In addition, the upper limit of the slag basicity after dephosphorization is not particularly limited, but the slag basicity in the usual dephosphorization of cast iron is not more than approximately 3.0, so it is not necessary to increase the basicity in a way exceeding the above value.
[0036] É necessário que a quantidade da escória 17 depois da desfosforização precedente retida no forno não seja menor do que 30 % em massa da quantidade da escória gerada na desfosforização precedente de ferro fundido, de preferência não menor do que 60 % em massa para conduzir com eficiência o ajuste da basicidade. Na invenção, quando a quantidade total da escória retida no forno depois do derramamento de ferro fundido durante a desfosforização for utilizada na nova dessilicatização do ferro fundido, o ajuste da basicidade se torna mais eficaz ainda na dessilicatização. Além disso, quando tal procedimento for conduzido continuamente, a escória descarregada[0036] It is necessary that the amount of slag 17 after the previous dephosphorization retained in the oven should not be less than 30% by weight of the amount of slag generated in the previous dephosphorization of cast iron, preferably not less than 60% by weight for efficiently conduct the basicity adjustment. In the invention, when the total amount of slag retained in the kiln after pouring cast iron during dephosphorization is used in the new desilication of the cast iron, the adjustment of the basicity becomes even more effective in the desilication. In addition, when such a procedure is conducted continuously, the slag discharged
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 16/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 16/70
13/53 pelo tratamento preliminar de ferro fundido se torna homogêneo porque está compreendido apenas de uma escória depois da dessilicatização e de uma escória depois da desfosforização que possui uma alta basicidade não incorporada à mesma, de modo que não é causado problema algum tal como inchação da escória devido à hidratação, eluição de álcali ou similar. Portanto, o método da invenção é muito eficaz para tentativa de utilização da escória.13/53 by the preliminary treatment of cast iron it becomes homogeneous because it is comprised only of a slag after desilication and a slag after dephosphorization which has a high basicity not incorporated in it, so that no problem such as swelling is caused slag due to hydration, alkali elution or similar. Therefore, the method of the invention is very effective in attempting to use the slag.
[0037] A escória depois da desfosforização possui uma basicidade relativamente alta e uma temperatura relativamente baixa (não mais alta do que aproximadamente 1350°C), de modo que a fluidez seja baixa. Portanto, mesmo quando a fonte de ferro fria for carregada sobre a escória depois da desfosforização, não é provocado atraso algum de dissolução devido à adesão da fonte de ferro fria à escória, de modo que não haja necessidade de uma operação ineficaz no equilíbrio térmico e equilíbrio de massa tal como a adição de grande quantidade de material para resfriamento para a solidificação como em um caso em que a chamada escória descarburizada é retida no forno. Além disso, a escória depois da desfosforização é rica na fase sólida e possui baixa fluidez por causa das propriedades acima, de modo que uma grande quantidade de ferro metálico fino esteja contida em suas estruturas. Portanto, a escória não contém menos do que aproximadamente 10 % em massa de ferro metálico mesmo depois da pulverização e da separação magnética. Embora a escória seja descarregada para fora do sistema na técnica convencional, a escória depois da desfosforização pode ser transportada até a próxima carga de acordo com a invenção, de modo que também haja um efeito de que uma maior parte do ferro metálico na escória depois da desfosforização seja recuperada no ferro fundido para reduzir a perda de ferro.[0037] The slag after dephosphorization has a relatively high basicity and a relatively low temperature (not higher than approximately 1350 ° C), so that the fluidity is low. Therefore, even when the cold iron source is loaded onto the slag after dephosphorization, no dissolution delay is caused due to the adhesion of the cold iron source to the slag, so that there is no need for an ineffective operation in thermal balance and mass balance such as adding a large amount of cooling material for solidification as in a case where the so-called decarburized slag is retained in the oven. In addition, the slag after dephosphorization is rich in the solid phase and has low fluidity because of the above properties, so that a large amount of fine metallic iron is contained in its structures. Therefore, the slag contains no less than approximately 10% by weight of metallic iron even after spraying and magnetic separation. Although the slag is discharged out of the system in the conventional technique, the slag after dephosphorization can be transported to the next load according to the invention, so that there is also an effect that most of the metallic iron in the slag after the dephosphorization is recovered in the cast iron to reduce iron loss.
[0038] Na escória no término da dessilicatização (aqui a seguir escória após a dessilicatização), a fluidez é relativamente alta, de[0038] In the slag at the end of desilication (here after slag after desilication), fluidity is relatively high,
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 17/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 17/70
14/53 modo que o teor de ferro metálico na escória seja facilmente tornado mais alto. Portanto, há um pequeno teor de ferro metálico retido na escória sem ser recuperado depois da pulverização e da separação magnética da escória. Desse modo, o processo da invenção pode reduzir a perda de fero para a escória durante todo o tratamento preliminar do ferro fundido.14/53 so that the metallic iron content in the slag is easily made higher. Therefore, there is a small amount of metallic iron retained in the slag without being recovered after spraying and magnetic separation of the slag. In this way, the process of the invention can reduce the loss of fero to the slag throughout the preliminary treatment of the cast iron.
[0039] (2) Então, será explicada uma etapa de dessilicatização (B) apresentada na FIG. 2(B).[0039] (2) Then, a desilication step (B) presented in FIG. 2 (B).
[0040] A etapa (B) é uma etapa de conduzir a dessilicatização colocando-se verticalmente o forno 1 de refino do tipo conversor e fornecendo oxigênio gasoso 12 ao ferro fundido 9 através de uma lança 2 do tipo que insufla pelo topo. Nesta dessilicatização, são carregados uma fonte de silício 15 abrigada em um depósito 5 e um solvente para o fundente 16 à base de cal abrigado em um depósito 7 para o forno 1 de refino do tipo conversor através de um tubo inclinado 6 de um tubo inclinado 8, respectivamente, enquanto o material carbonáceo ou a fonte de silício como fonte de calor, óxido de ferro como fonte de oxigênio ou similar também é carregado de uma maneira similar. Como a fonte de oxigênio para a dessilicatização, é preferível usar apenas o oxigênio gasoso 12 sem usar o óxido de ferro que possui grande absorção de calor de um ponto de vista da dissolução de uma grande quantidade de uma fonte de ferro fria 11.[0040] Step (B) is a step of conducting desilication by placing the converter type refining oven 1 vertically and supplying gaseous oxygen 12 to the cast iron 9 through a lance 2 of the type that inflates from the top. In this desilication, a silicon source 15 housed in a tank 5 and a solvent for the lime-based flux 16 housed in a tank 7 for the refining furnace 1 of the converter type are loaded through an inclined tube 6 of an inclined tube. 8, respectively, while the carbonaceous material or the silicon source as the heat source, iron oxide as the oxygen source or the like is also charged in a similar manner. As the oxygen source for desilication, it is preferable to use only gaseous oxygen 12 without using iron oxide, which has great heat absorption from the point of view of dissolving a large amount of a cold iron source 11.
[0041] Na dessilicatização, o silício contido no ferro fundido 9 ou o silício incluído na fonte de silício 15 e a fonte de ferro fria 11 e que migra para o ferro fundido pela dissolução é dessilicatizado por reação com a fonte de oxigênio (Si + O2 SiO2), de modo que este serve para melhorar a eficiência da reação na desfosforização subsequente. Durante a dessilicatização é gerado calor de oxidação e a temperatura do ferro fundido é elevada por este calor de oxidação para promover a dissolução da fonte de ferro fria 11 no ferro fundido.[0041] In desilication, the silicon contained in the molten iron 9 or the silicon included in the silicon source 15 and the cold iron source 11 and which migrates to the molten iron by dissolution is desilicated by reaction with the oxygen source (Si + O2 SiO2), so that it serves to improve the efficiency of the reaction in the subsequent dephosphorization. During desilication oxidation heat is generated and the temperature of the cast iron is raised by this oxidation heat to promote the dissolution of the cold iron source 11 in the cast iron.
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 18/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 18/70
15/53 [0042] A composição da escória no estágio de dessilicatização é determinada considerando-se a quantidade da escória 17 depois da desfosforização precedente retida anteriormente no forno e um valor estimado de sua composição e uma quantidade de dióxido de silício gerada na reação acima.15/53 [0042] The composition of the slag in the desilication stage is determined by considering the amount of slag 17 after the previous dephosphorization retained previously in the oven and an estimated value of its composition and an amount of silicon dioxide generated in the above reaction .
[0043] A saber, é preferível ajustar a basicidade da escória durante a dessilicatização até não menos do que 0,8, porém não mais do que 1,5. Por este motivo, quando a basicidade da escória na dessilicatização for menor do que 0,8, é observado o fenômeno de refosforização derivo à diminuição da capacidade de desfosforização na escória 17 depois da desfosforização dependendo da % em massa de Si do ferro fundido como apresentado na FIG. 4. Por exemplo, a FIG. 4 apresenta três padrões que o Si no ferro fundido é de 0,45 % em massa, 0,46 % em massa e 0,55 % em massa. A concentração de fósforo antes e depois da dessilicatização em cada padrão é desfosforizada de desde 0,121 % em massa até 0,100 % em massa no caso de Si no ferro fundido de 0,45 % em massa e de desde 0,122 % em massa até 0,105 % em massa no caso de Si no ferro fundido de 0,46 % em massa como observado pelos Exemplos 10~12 da Tabela 3. No entanto, quando o Si no ferro fundido for de 0,55 % em massa, a concentração de fósforo é obtida de desde 0,120 % em massa até 0,145 % em massa. Isto é devido ao fato de que como a basicidade na dessilicatização é menor do que 0,8, a concentração de fósforo depois da dessilicatização é aumentada para provocar a refosforização. Por outro lado, quando a basicidade da escória excede 1,5, a proporção da fase sólida sobe devido ao aumento de CaO sem escórias e a fluidez da escória 17 depois da desfosforização é deteriorada e pode ser provocado um caso em que a escória não pode ser removida. O limite superior preferível é de aproximadamente 1,2.[0043] Namely, it is preferable to adjust the basicity of the slag during desilication to not less than 0.8, but not more than 1.5. For this reason, when the slag basicity in desilication is less than 0.8, the phenomenon of phosphorization is observed due to the decrease of the dephosphorization capacity in slag 17 after dephosphorization depending on the mass% of Si of the cast iron as shown in FIG. 4. For example, FIG. 4 shows three patterns that the Si in the cast iron is 0.45% by mass, 0.46% by mass and 0.55% by mass. The concentration of phosphorus before and after desilication in each standard is dephosphorized from 0.121% by weight to 0.100% by weight in the case of Si in cast iron from 0.45% by weight and from 0.122% by weight to 0.105% by weight. mass in the case of Si in the cast iron is 0.46% by mass as observed by Examples 10 ~ 12 in Table 3. However, when the Si in the cast iron is 0.55% by mass, the concentration of phosphorus is obtained from 0.120% by weight to 0.145% by weight. This is due to the fact that since the basicity in desilication is less than 0.8, the phosphorus concentration after desilication is increased to cause refosphorization. On the other hand, when the slag basicity exceeds 1.5, the proportion of the solid phase rises due to the increase of CaO without slag and the slag fluidity 17 after dephosphorization is deteriorated and a case in which the slag cannot be removed. The preferred upper limit is approximately 1.2.
[0044] Além disso, a basicidade calculada no forno (C/S) durante a[0044] In addition, the basicity calculated in the oven (C / S) during
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 19/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 19/70
16/53 dessilicatização apresentada na FIG. 4 é um valor calculado baseado na equação (1) a seguir. A equação (1) determina a basicidade (CaO/SiO2) de um valor numérico obtido pela adição de uma quantidade de CaO contida na escória desfosforizada retida no forno com uma quantidade de CaO gerada na carga respectiva até um tempo T[s] e um valor numérico obtido por adição de uma quantidade de SiO2 na escória residual desfosforizada com uma quantidade de SiO2 gerada na carga respectiva até um tempo T[s]. Além disso, a quantidade de CaO gerada na carga respectiva é um valor numérico obtido pelo cálculo e pela adição de uma quantidade de CaO (= teor de CaO no material auxiliar x tempo de residência no forno x taxa de dissolução) cada material auxiliar carregado.16/53 desilication shown in FIG. 4 is a calculated value based on equation (1) below. Equation (1) determines the basicity (CaO / SiO2) of a numerical value obtained by adding an amount of CaO contained in the dephosphorized slag retained in the oven with an amount of CaO generated in the respective charge up to a time T [s] and a numerical value obtained by adding an amount of SiO2 in the residual slag dephosphorized with an amount of SiO2 generated in the respective charge up to a time T [s]. In addition, the amount of CaO generated in the respective load is a numerical value obtained by calculating and adding an amount of CaO (= CaO content in the auxiliary material x residence time in the oven x dissolution rate) for each loaded auxiliary material.
[0045] Além disso, a quantidade de SiO2 é um valor numérico obtido pela adição da taxa de alimentação de oxigênio x (peso molecular de SiO2)/(peso atômico de Si)/(quantidade teórica de Si queimada por oxigênio de 1 Nm3) x eficiência do oxigênio de dessilicatização até um tempo T.[0045] In addition, the amount of SiO2 is a numerical value obtained by adding the oxygen feed rate x (molecular weight of SiO2) / (atomic weight of Si) / (theoretical amount of Si burned by oxygen of 1 Nm 3 ) x efficiency of desiccation oxygen up to a time T.
c/s?r-i= _(1) c / s ? laughs = _ (1)
5iO2,LfeJ + 5í02s[£g]5iO2, LfeJ + 502 s [£ g]
CaOJJÍg] = ^[Ag]x CaO%,[%] /100 = Xcflo%3[%] x?;wx !kg}i 100CaOJJÍg] = ^ [Ag] x CaO%, [%] / 100 = Xc fl o% 3 [%] x?; Wx! Kg} i 100
SiO2A[Ag] = WsA x SiO2%.J%]/100SiO2 A [Ag] = Ws A x SiO2% .J%] / 100
A'02/Agl = £>C>2[/Vm3/ λ]x 2.14/0.8^3/^ - /] * ?ísi[-]x Λψ]A'02 / Agl = £>C> 2 [/ Vm 3 / λ] x 2.14 / 0.8 ^ 3 / ^ - /] *? ísi [-] x Λψ]
Em que [0046] C/St[-]: basicidade calculada a um tempo T[s] [0047] CaOA[kg]: quantidade de CaO na escória retida no forno [0048] CaOB[kg]: quantidade de CaO gerada na carga respectiva até um tempo T[s] [0049] SiO2A[kg]: quantidade de SiO2 na escória retida no forno [0050] SiO2B[kg]: quantidade de SiO2 gerada na carga respectiva até um tempo T[s]Where [0046] C / St [-]: basicity calculated at a time T [s] [0047] CaOA [kg]: amount of CaO in the slag retained in the oven [0048] CaOB [kg]: amount of CaO generated in the respective charge up to time T [s] [0049] SiO2A [kg]: amount of SiO2 in the slag retained in the kiln [0050] SiO2B [kg]: amount of SiO2 generated in the respective charge up to time T [s]
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 20/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 20/70
17/53 [0051] WsA[kg]: quantidade de escoria retida no forno [0052] CaO%A[%]: quantidade de CaO retida no forno (% em massa) [0053] SíO2%a[%]: teor de SiO2 na escoria retida no forno (% em massa) [0054] CaO%a[%]: teor de CaO no material auxiliar (% em massa) [0055] Ta[s]: tempo de retenção de material auxiliar em um forno [0056] Va[s/kg]: taxa de dissolução de material auxiliar em um forno [0057] VO2[Nm3/s]: taxa de alimentação de oxigênio na insuflação [0058] nSi[-]: eficiência de oxigênio para a dessilicatização na insuflação [0059] Xs[ton/carga]: total da quantidade de ferro fundido e da quantidade de sucata.17/53 [0051] WsA [kg]: amount of slag retained in the oven [0052] CaO% A [%]: amount of CaO retained in the oven (% by mass) [0053] SíO2% to [%]: content of SiO2 in the slag retained in the oven (% by mass) [0054] CaO% to [%]: CaO content in the auxiliary material (% by mass) [0055] Ta [s]: retention time of auxiliary material in an oven [ 0056] Va [s / kg]: dissolution rate of auxiliary material in an oven [0057] VO2 [Nm 3 / s]: oxygen supply rate in insufflation [0058] nSi [-]: oxygen efficiency for desilication on inflation [0059] Xs [ton / load]: total amount of cast iron and amount of scrap.
[0060] A % de CaOa acima é obtida pelo cálculo de cal calcinada, de carbonato de cálcio ou do teor de CaO na escória reciclada. Além disso, o ferro fundido ou o aço fundido no forno está sujeito a um refino do tipo em batelada no forno de refino tal como um forno de refino do tipo conversor ou similar, em que o refino de uma unidade é denominado carga.[0060] The% CaOa above is obtained by calculating calcined lime, calcium carbonate or the content of CaO in the recycled slag. In addition, cast iron or cast steel in the furnace is subjected to batch-type refining in the refining furnace such as a converter-type or similar refining furnace, where the refining of a unit is called a charge.
[0061] A seguir, a basicidade da escória no término da dessilicatização é ajustada até não menor do que 0,5 porém não maior do que 1,5. Quando a basicidade da escória neste estágio (escória depois da dessilicatização) é menor do que 0,5, o fósforo é recuperado da escória 17 depois da desfosforização precedente retido no forno para provocar aproximadamente o aumento da concentração de fósforo no ferro fundido e a carga de desfosforização na etapa subsequente se torna grande, o que é ineficaz. Portanto, a basicidade da escória depois da dessilicatização no término da dessilicatização não é menor do que 0,5, de preferência não menor do que 0,8. Além disso, quando a basicidade da escória neste estágio exceder 1,5, a fluidez da escória é diPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 21/70[0061] Next, the basicity of the slag at the end of the desilication is adjusted to not less than 0.5 but not greater than 1.5. When the basicity of the slag at this stage (slag after desilication) is less than 0.5, the phosphorus is recovered from the slag 17 after the previous dephosphorization retained in the furnace to cause approximately an increase in the concentration of phosphorus in the cast iron and the charge dephosphorization in the subsequent stage becomes large, which is ineffective. Therefore, the basicity of the slag after desilication at the end of desilication is not less than 0.5, preferably not less than 0.8. In addition, when the slag basicity in this stage exceeds 1.5, the slag fluidity is diPetition 870180032588, from 04/20/2018, p. 21/70
18/53 minuída, de modo que haja um problema que a quantidade de remoção da escória na remoção intermediária subsequente da escória é menor ou o controle de remoção da escória é difícil, que não é eficiente mesmo da redução do solvente para o fundente à base de cal. Portanto, a basicidade da escória depois da dessilicatização não é mais do que 1,5, de preferência não mais do que 1,2. No ajuste da basicidade, o solvente para o fundente à base de cal tais como cal calcinada, calcário, dolomita ou similar e o aço que produz escória selecionado entre escória descarburizada, escória desfosforizada e a concha com escória são usados como um solvente para o fundente.18/53 reduced, so that there is a problem that the amount of slag removal in the subsequent intermediate slag removal is less or the slag removal control is difficult, which is not efficient even in reducing the solvent to the base flux of lime. Therefore, the basicity of the slag after desilication is not more than 1.5, preferably not more than 1.2. In basicity adjustment, the solvent for the lime based flux such as calcined lime, limestone, dolomite or similar and the steel that produces slag selected from decarburized slag, dephosphorized slag and the slag shell are used as a solvent for the flux .
[0062] A temperatura do ferro fundido no término da dessilicatização é ajustada até não inferior a 1240°C porém não inferior a 1400°C, de preferência não inferior a 1260°C porém não inferior a 1350°C. Quando exceder 1400°C, a desfosforização é causada pela escoria desfosforizada retida no forno para provocar aproximadamente o aumento da concentração de fósforo no ferro fundido, de modo que não apenas a carga de desfosforização na etapa subsequente se torna grande e é ineficaz mas também é necessário aumentar a concentração de magnésia na escória para evitar danos dos tijolos de carbono revestidos com magnésia, o que provoca aproximadamente o aumento do custo. Embora esteja a menos do que 1240°C, a fluidez da escória é diminuída e não somente há um problema que a quantidade de remoção da escória na remoção intermediária subsequente da escória é menor e o controle da quantidade de remoção da escória é difícil, mas também a taxa de dissolução da sucata é diminuída.[0062] The temperature of the cast iron at the end of the desilication is adjusted to not less than 1240 ° C but not less than 1400 ° C, preferably not less than 1260 ° C but not less than 1350 ° C. When it exceeds 1400 ° C, dephosphorization is caused by the dephosphorized slag retained in the furnace to cause approximately an increase in the concentration of phosphorus in the cast iron, so that not only does the dephosphorization charge in the subsequent step become large and it is ineffective but it is also It is necessary to increase the concentration of magnesia in the slag to avoid damage to the carbon bricks coated with magnesia, which causes approximately the cost increase. Although it is less than 1240 ° C, slag fluidity is decreased and not only is there a problem that the amount of slag removal in the subsequent intermediate slag removal is less and controlling the amount of slag removal is difficult, but the rate of dissolution of scrap is also reduced.
[0063] Além disso, é necessário controlar a temperatura do ferro fundido neste estágio para conduzir de maneira eficaz a desfosforização na etapa de desfosforização subsequente. Por exemplo, quando a temperatura do ferro fundido no término da dessilicatização for obtida não mais alta do que 1350°C, a quantidade do material de resfriamenPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 22/70[0063] In addition, it is necessary to control the temperature of the cast iron at this stage to effectively conduct dephosphorization in the subsequent dephosphorization stage. For example, when the temperature of the cast iron at the end of the desilication is obtained no higher than 1350 ° C, the amount of the cooling material can be obtained. Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 22/70
19/53 to tal como minério de ferro ou similar a ser adicionado para o ajuste da temperatura na desfosforização pode ser diminuída drasticamente. Além disso, quando a dessilicatização e a desfosforização forem conduzidas continuamente no mesmo forno, pode ser um caso que o carregamento o da sucata é difícil antes da desfosforização em vista do tempo de operação. Além disso, a fonte de ferro fria capaz de ser carregada da parte de cima do forno durante o tratamento é uma fonte granulada onerosa ou um metal base gerado em moinhos de ferro e restrito quantitativamente, de modo que seja difícil ser usado regularmente em uma grande quantidade. De fato, a fonte de ferro fria pode não ser carregada pela parte de cima do forno devido à restrição na espécie de material auxiliar capaz de ser usado pelo dispositivo para carregamento acima do forno. Até agora, o material para resfriamento utilizado na etapa de desfosforização foi limitado a óxido de ferro tal como minério de ferro ou similar, de modo que é comum que a fonte de ferro fria barata tal como sucata e similar não possa ser utilizada suficientemente.19/53 such as iron ore or similar to be added to adjust the temperature at dephosphorization can be decreased dramatically. In addition, when desilicate and dephosphorization are carried out continuously in the same furnace, it may be a case that loading or scrapping is difficult before dephosphorization in view of the operating time. In addition, the cold iron source capable of being loaded from the top of the furnace during treatment is an expensive granulated source or a base metal generated in iron mills and is quantitatively restricted, so that it is difficult to use regularly in a large amount. In fact, the cold iron source may not be loaded from the top of the oven due to the restriction on the type of auxiliary material capable of being used by the device for loading above the oven. Until now, the cooling material used in the dephosphorization step has been limited to iron oxide such as iron ore or the like, so it is common that the cheap cold iron source such as scrap and the like cannot be used sufficiently.
[0064] Em geral, é relativamente fácil aumentar a quantidade de sucata barata usada na etapa de dessilicatização, de modo que a temperatura do ferro fundido depois da dessilicatização pode ser tornada não mais alta do que 1350°C. Desse modo, a quantidade de óxido de ferro usada no estágio de desfosforização pode ser diminuída significativamente. Como um resultado, uma grande quantidade de absorção de calor devido à reação de decomposição de óxido de ferro pode ser diminuída e a quantidade de calor do mesmo pode ser associada à dissolução de uma fonte de ferro fria na dessilicatização. Além disso, se a temperatura for diminuída depois da dessilicatização, há o medo de que a sucata seja deixada não dissolvida, porém a sucata deixada é mantida no forno juntamente com o ferro fundido e a dissolução pode ser promovida ao estágio de desfosforização subsequente.[0064] In general, it is relatively easy to increase the amount of cheap scrap used in the desilication step, so that the temperature of the cast iron after desilication can be raised to no higher than 1350 ° C. In this way, the amount of iron oxide used in the dephosphorization stage can be significantly decreased. As a result, a large amount of heat absorption due to the iron oxide decomposition reaction can be decreased and the amount of heat from it can be associated with the dissolution of a cold iron source in desilication. In addition, if the temperature is lowered after desilication, there is a fear that the scrap will be left undissolved, however the scrap left is kept in the oven together with the cast iron and the dissolution can be promoted to the subsequent dephosphorization stage.
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 23/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 23/70
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Isto é, quando a fonte de ferro fria é dissolvida até o término da desfosforização, não é causado problema algum na operação.That is, when the cold iron source is dissolved until the end of dephosphorization, no problem is caused in the operation.
[0065] Quando a temperatura do ferro fundido depois da dessilicatização pode ser usada como um valor medido por um termopar ou um valor estimado pelo balanço térmico. Por exemplo, a estimativa por equilíbrio térmico pode ser conduzida de acordo com a equação (2) a seguir, mas não está necessariamente limitada à mesma. Por causa disso, o coeficiente é ajustado dependendo da condição respectiva da aparelhagem ou da condição de operação e a variável é adicionada ou removida. Além disso, se a sucata for deixada sem ser dissolvida depois da dessilicatização, o valor medido tende a ser obtido um pouco mais alto do que valor estimado porém está na faixa de erro e não apresenta objeção.[0065] When the temperature of the cast iron after desilication can be used as a value measured by a thermocouple or a value estimated by the thermal balance. For example, the thermal equilibrium estimate can be conducted according to equation (2) below, but is not necessarily limited to it. Because of this, the coefficient is adjusted depending on the respective condition of the apparatus or the operating condition and the variable is added or removed. In addition, if the scrap is left undissolved after desilication, the measured value tends to be slightly higher than the estimated value but is in the error range and has no objection.
T={0,21Ti Xp-42,9Xs + (4137 + 0,327Ti)Xsi-746,6Xc(575,5+0,025Ti)Xore+(3239-0,115Ti)XO2+28,2Xf-1638W-(1/3)Xt}/ (0,21Xp+0,179Xs+0,535Xsi+0,468Xc+0,151Xore+0,115Xo2+0,241Xf) - (2) [0066] T: temperatura do ferro fundido depois da dessilicatização (°C) [0067] Ti: temperatura do ferro fundido carregado (°C) [0068] Xp: unidade básica de ferro fundido (kg/t) (por 1 ton no total do peso de ferro fundido e de um peso da fonte de ferro fria, o mesmo se aplica aqui a seguir) [0069] Xs: unidade básica de uma fonte de ferro fria (kg/t) [0070] Xsí: unidade básica de formação de silício de um óxido (kg/t) (total incluído no ferro fundido, na fonte de ferro fria e no aditivo) [0071] Xc: unidade básica de carbono no aditivo (kg/t) [0072] Xore: unidade básica de óxido de ferro (kg/t) [0073] X02: unidade básica de oxigênio gasoso (Nm3/t) [0074] Xf: unidade básica de solvente para o fundente (kg/t) [0075] W: volume de ferro fundido no conversor (t)T = {0,21Ti Xp-42,9Xs + (4137 + 0,327Ti) Xsi-746,6Xc (575,5 + 0,025Ti) Xore + (3239-0,115Ti) XO2 + 28,2Xf-1638W - (1/3 ) Xt} / (0.21Xp + 0.179Xs + 0.535Xsi + 0.448Xc + 0.151Xore + 0.115Xo2 + 0.241Xf) - (2) [0066] T: temperature of the cast iron after desilication (° C) [0067] Ti: temperature of the loaded cast iron (° C) [0068] Xp: basic unit of cast iron (kg / t) (per 1 ton in total weight of cast iron and one weight of the cold iron source, the same if applies here below) [0069] Xs: basic unit of a cold iron source (kg / t) [0070] Xsí: basic unit for forming an oxide silicon (kg / t) (total included in cast iron, in cold iron source and additive) [0071] Xc: basic unit of carbon in the additive (kg / t) [0072] Xore: basic unit of iron oxide (kg / t) [0073] X02: basic unit of gaseous oxygen (Nm 3 / t) [0074] Xf: basic solvent unit for the flux (kg / t) [0075] W: volume of cast iron in the converter (t)
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 24/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 24/70
21/53 [0076] Xt: o tempo partindo do derramamento da carga precedente até o término da dessilicatização (minuto) [0077] Neste caso, o silício que forma um óxido é um total incluído no ferro fundido, na fonte de ferro fria e no aditivo. Como a concentração de silício no ferro fundido entre os mesmos é usado um valor analítico rápido de uma amostra retirada do ferro fundido antes do carregamento de cada carga. No entanto, pode ser usado um método alternativo por realização de uma operação com outro valor analítico de ingredientes despejados do alto forno. Quando for usada a concentração de silício em várias fontes de ferro frio, por exemplo, um valor analítico de cada lote de uma amostra típica, porém a concentração no ferro gusa frio é igual àquela no ferro fundido e é frequentemente estável. Além disso, a concentração de silício na sucata é variada dependendo da fonte, porém é estável a um valor de não mais do que aproximadamente 1/10 de ferro gusa em média, que pode ser usado como um valor típico ou pode ser negligenciável.21/53 [0076] Xt: the time from the spillage of the previous charge until the end of the desilication (minute) [0077] In this case, the silicon that forms an oxide is a total included in the cast iron, in the cold iron source and in the additive. As the concentration of silicon in the cast iron between them is used a fast analytical value of a sample taken from the cast iron before loading each load. However, an alternative method can be used by performing an operation with another analytical value of ingredients poured from the blast furnace. When the concentration of silicon in various sources of cold iron is used, for example, an analytical value for each batch of a typical sample, however the concentration in cold pig iron is the same as that in cast iron and is often stable. In addition, the silicon concentration in the scrap is varied depending on the source, but is stable at a value of no more than approximately 1/10 of pig iron on average, which can be used as a typical value or can be negligible.
[0078] No aditivo existe silício sem óxido como o silício que forma um óxido (o silício existente em um estado oxidável). Isto significa silicieto de ferro, silício metálico, carbureto de silício, nitreto de silício ou outro silicieto. Como o aditivo típico pode ser mencionado ferrosilício, briquete feito de pó contendo aproximadamente 60 % em massa de carbureto de silício (aqui a seguir denominado briquete de carbureto de silício) etc.[0078] In the additive there is silicon without oxide as the silicon that forms an oxide (the silicon existing in an oxidizable state). This means iron silicide, metallic silicon, silicon carbide, silicon nitride or other silicide. As the typical additive can be mentioned ferrosilicon, briquette made of powder containing approximately 60% by weight of silicon carbide (hereinafter referred to as silicon carbide briquette) etc.
[0079] Como o método de análise de silício of no oxide no aditivo é usado um método de análise de ferrosilício descrito em JIS G1312, porém pode ser conduzida uma estimativa pelo uso de análise de silício total, análise de silício solúvel em ácido, análise de carbono total, análise de oxigênio total, análise de nitrogênio total, análise de massa térmica, análise de carbono por meio do método de combustão ajustado por histerese da temperatura, análise de outros elementos incluíPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 25/70[0079] As the silicon analysis method of no oxide in the additive, a ferrosilicon analysis method described in JIS G1312 is used, but an estimate can be conducted by using total silicon analysis, acid-soluble silicon analysis, analysis total carbon, total oxygen analysis, total nitrogen analysis, thermal mass analysis, carbon analysis using the combustion method adjusted by temperature hysteresis, analysis of other elements includedPetition 870180032588, from 04/20/2018, p. 25/70
22/53 dos, análise de compostos por meio de difratometria com raios X e similares em combinação.22/53 dos, analysis of compounds by means of X-ray diffractometry and the like in combination.
[0080] Além disso, o aditivo contém carbono. Como os carbonos são usados não apenas material carbonáceo tal como coque, grafite amorfa ou similares, mas também o carbono em um carbureto tal como carbureto de silício mencionado antes ou similares. Como solventes de fundente são usados materiais auxiliares tais como cal viva, dolomita calcinada leve, ligante de magnésia e similares. Além disso, a escória tal como escória desfosforizada, escória descarburizada, escória de concha e similares pode ser usada como uma fonte de óxido de cálcio ou como uma fonte de óxido de magnésio. Como um exemplo do material auxiliar de baixo preço pode ser utilizado carbóxido, hidróxido ou similar de cálcio ou de magnésio. No entanto, como eles apresentam grande absorção de calor, se eles forem usados em uma grande quantidade, é desejável modificar a equação (2) acima descriminando de outro solvente para o fundente.[0080] In addition, the additive contains carbon. As carbons are used not only carbonaceous material such as coke, amorphous graphite or the like, but also carbon in a carbide such as silicon carbide mentioned above or the like. Auxiliary materials such as quicklime, light calcined dolomite, magnesia binder and the like are used as fluxing solvents. In addition, slag such as dephosphorized slag, decarburized slag, shell slag and the like can be used as a source of calcium oxide or as a source of magnesium oxide. As an example of the low-cost auxiliary material, calcium or magnesium carboxide, hydroxide or the like can be used. However, as they have high heat absorption, if they are used in a large amount, it is desirable to modify equation (2) above discriminating against another solvent for the flux.
[0081] Para atingir a temperatura do ferro fundido depois da dessilicatização até a faixa acima de 1240~1400°C enquanto se tenta aumentar a quantidade de uma fonte de ferro fria usada e suprimir o custo da refinação, a unidade básica da fonte de ferro fria Xs (kg/t) por peso total (t) de uma fonte de ferro fria e de ferro fundido é preferível que seja obtida a uma faixa não menor do que 230, porém não maior do que 270 como um valor de Y calculado de acordo com a equação (3) a seguir. Quando Y for menor do que 230, é necessário que o material carbonáceo tal como grafite amorfa ou similar seja adicionado como uma fonte de calor para prolongar o tempo de insuflação ou a fonte de óxido de cálcio é adicionado para ajustar a basicidade da escória ao mesmo tempo usando-se uma grande quantidade de fonte de calor onerosa tal como ferrosilício ou similar e, portanto, o aumento do custo de refinação ou a diminuição da produtividade causados indesejavelPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 26/70[0081] To reach the temperature of the cast iron after desilication to the range above 1240 ~ 1400 ° C while trying to increase the amount of a cold iron source used and to suppress the cost of refining, the basic unit of the iron source cold Xs (kg / t) by total weight (t) of a cold iron and cast iron source it is preferable that it be obtained within a range of not less than 230, but not greater than 270 as a value of Y calculated from according to equation (3) below. When Y is less than 230, it is necessary that carbonaceous material such as amorphous graphite or the like be added as a heat source to prolong the inflation time or the calcium oxide source is added to adjust the slag basicity to the same time using a large amount of costly heat source such as ferrosilicon or similar and, therefore, the increase in refining cost or decrease in productivity caused undesirablePetition 870180032588, of 04/20/2018, p. 26/70
23/53 mente. Enquanto isso, quando o valor de Y na equação (3) exceder 270, o material de resfriamento tal como minério de ferro ou similar é usado para controlar a temperatura, o que é desfavorável de um ponto de vista de que a quantidade da fonte de ferro fria usada é obtida máxima.23/53 mind. Meanwhile, when the value of Y in equation (3) exceeds 270, the cooling material such as iron ore or similar is used to control the temperature, which is unfavorable from the point of view that the amount of the used cold iron is obtained maximum.
[0082] Y=(3+34,5[%Si]+0,21Ti) (1000-Xs)/1000 (3) [0083] Y: 230~270 [0084] [%Si]: concentração de silício no ferro fundido carregado (% em massa) [0085] Ti: temperatura de ferro fundido carregado (°C) [0086] Xs: unidade básica da fonte de ferro fria (kg/t) [0087] Na invenção, unidade básica da fonte de ferro fria é ajustada como mencionado acima, porém uma quantidade apropriada de silício que possui uma grande quantidade de geração de calor pode ser usada como uma fonte de calor para dissolver uma grande quantidade da fonte de ferro fria durante um curto período de tempo. Neste caso, é preferível que a quantidade total de silício sem óxido adicionado na carga ou na dessilicatização esteja em uma faixa de 2~10 kg/t, de preferência em uma faixa de 4~8 kg/t por peso total de ferro fundido e de uma fonte de ferro fria carregada. Nesta conexão, quando o silício é adicionado em uma quantidade que excede 10 kg/t, a quantidade de ácido silícico gerada na dessilicatização se torna excessiva e até mesmo se a dessilicatização for realizada enquanto um volume total da escória é deixado no forno depois da desfosforização da carga precedente, é necessário adicionar uma grande quantidade de fonte de óxido de cálcio para um ajuste adicional da basicidade e, portanto, a quantidade da escória no forno se torna grande, o que não é preferível de um ponto de vista do custo da refinação e similares. Enquanto isso, quando a quantidade de silício for menor do que 2 kg/t, a quantidade de geração de calor por reação de oxidação é pequena, o que não é[0082] Y = (3 + 34.5 [% Si] + 0.21Ti) (1000-Xs) / 1000 (3) [0083] Y: 230 ~ 270 [0084] [% Si]: silicon concentration in loaded cast iron (% by mass) [0085] Ti: temperature of loaded cast iron (° C) [0086] Xs: basic unit of the cold iron source (kg / t) [0087] In the invention, basic unit of the source of cold cold iron is adjusted as mentioned above, however an appropriate amount of silicon that has a large amount of heat generation can be used as a heat source to dissolve a large amount of the cold iron source over a short period of time. In this case, it is preferable that the total amount of oxide-free silicon added to the load or desilicate is in a range of 2 ~ 10 kg / t, preferably in a range of 4 ~ 8 kg / t by total weight of cast iron and from a cold loaded iron source. In this connection, when silicon is added in an amount that exceeds 10 kg / t, the amount of silicic acid generated in the desilication becomes excessive and even if the desilication is carried out while a total volume of the slag is left in the oven after dephosphorization. from the previous load, it is necessary to add a large amount of calcium oxide source for an additional adjustment of the basicity and therefore the amount of slag in the kiln becomes large, which is not preferable from a refining cost point of view and the like. Meanwhile, when the amount of silicon is less than 2 kg / t, the amount of heat generation by oxidation reaction is small, which is not
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 27/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 27/70
24/53 eficaz para a dissolução da fonte de ferro fria. Além disso, a quantidade de ácido silícico gerado é diminuída no estágio de dessilicatização e quando uma grande quantidade de escória desfosforizada que possui uma alta basicidade é deixada no forno, a basicidade depois da dessilicatização se torna alta, o que é um obstáculo na remoção de escória subsequente e, portanto, é indesejavelmente necessário ajustar a basicidade pela adição de uma fonte de silicato improdutivo termicamente ou como um recurso. Nesta conexão, diz-se que a quantidade de silício de 4~8 kg/t é uma faixa preferível para ajustar a basicidade depois da dessilicatização ou para garantir a fonte de calor para a dissolução da fonte de ferro fria.24/53 effective for the dissolution of the cold iron source. In addition, the amount of silicic acid generated is decreased in the desilication stage and when a large amount of dephosphorized slag that has a high basicity is left in the oven, the basicity after desilication becomes high, which is an obstacle in removing subsequent slag and therefore it is undesirably necessary to adjust the basicity by adding a source of unproductive silicate thermally or as a resource. In this connection, the amount of silicon of 4 ~ 8 kg / t is said to be a preferable range to adjust the basicity after desilication or to guarantee the heat source for the dissolution of the cold iron source.
[0088] Como a fonte de silício a ser adicionada pode ser usado ferrossilício, porém é preferível usar um briquete de carbureto de silício composto principalmente de carbureto de silício mais barato ou de um refratário de resíduo composto principalmente de carbureto de silício. Além disso, não é necessário usar apenas esta fonte de silício como uma fonte de calor e a outra fonte de calor tal como material carbonáceo ou similar podem ser coutilizados dentro de uma faixa que não diminua a produtividade. É desejável que o material carbonáceo seja adicionado por previsão da quantidade de descarburização de modo a tornar a concentração de carbono no ferro fundido no término da dessilicatização não menor do que 3,3 % em massa. Quando esta for menor do que 3,3 % em massa, a fonte de calor está faltando nas etapas subsequentes de desfosforização e de descarburização e também a velocidade de carburização sobre a superfície da fonte de ferro fria tal como sucata ou similar é diminuída para provocar aproximadamente a diminuição da taxa de dissolução.[0088] As the source of silicon to be added ferrosilicon can be used, however it is preferable to use a silicon carbide briquette composed mainly of cheaper silicon carbide or a residue refractory composed mainly of silicon carbide. Furthermore, it is not necessary to use only this source of silicon as a source of heat and the other source of heat such as carbonaceous material or the like can be used within a range that does not decrease productivity. It is desirable for the carbonaceous material to be added by predicting the amount of decarburization in order to make the concentration of carbon in the cast iron at the end of the desilication not less than 3.3% by mass. When it is less than 3.3% by mass, the heat source is lacking in the subsequent dephosphorization and decarburization steps and also the carburizing speed on the surface of the cold iron source such as scrap or similar is slowed down to cause approximately decreasing the dissolution rate.
[0089] Na dessilicatização da invenção, a temperatura do ferro fundido depois da dessilicatização é controlada até uma faixa apropriada, enquanto o silício é utilizado como uma fonte de calor, de modo[0089] In the desilication of the invention, the temperature of the cast iron after desilication is controlled to an appropriate range, while silicon is used as a heat source, so
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 28/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 28/70
25/53 que mesmo quanto fora usada a fonte de ferro fria em uma grande quantidade de 100~250 kg/t por peso total de ferro fundido e da fonte de ferro fria (t), a diminuição da produtividade ou o aumento do custo de refinação não é provocado e a dissolução da fonte de ferro fria e a refinação preliminar do ferro fundido pode ser conduzida eficazmente. No entanto, quando a unidade básica da fonte de ferro fria exceder 250 kg/t, há um problema de que é necessária outra fonte de calor para provocar aproximadamente o aumento do custo ou o tempo de insuflação é prolongado para diminuir a produtividade. Além disso, o aumento adicional da quantidade de uso não é eficaz em vista da restrição da instalação do carregamento da fonte de ferro fria.25/53 that even when the cold iron source was used in a large amount of 100 ~ 250 kg / t by total weight of cast iron and the cold iron source (t), the decrease in productivity or the increase in the cost of refining is not triggered and the dissolution of the cold iron source and the preliminary refining of the cast iron can be conducted effectively. However, when the basic unit of the cold iron source exceeds 250 kg / t, there is a problem that another heat source is needed to cause approximately the cost increase or the inflation time is prolonged to decrease productivity. In addition, the additional increase in the amount of use is not effective in view of the restriction of the installation of the loading of the cold iron source.
[0090] Além disso, como mencionado posteriormente em detalhe, é preferível provocar uma formação de espuma apropriada na escória dentro do forno 1 de refino do tipo conversor para melhorar a propriedade de remoção da escória de uma escória 10 depois da dessilicatização. Para esta finalidade, é eficaz melhorar a taxa de CO gasoso gerado pela reação entre o carbono no ferro fundido e o óxido de ferro na escória. Para obter estavelmente a proporção de remoção de escória na etapa subsequente de remoção de escória, portanto, é preferível fornecer o oxigênio em uma quantidade que excede a quantidade estequiométrica necessária para oxidar o silício no ferro fundido e na fonte de silício adicionada.[0090] Furthermore, as mentioned later in detail, it is preferable to cause an appropriate foaming of the slag inside the converter type refining furnace 1 to improve the slag removal property of a slag 10 after desilication. For this purpose, it is effective to improve the rate of CO gas generated by the reaction between the carbon in the cast iron and the iron oxide in the slag. In order to stably obtain the proportion of slag removal in the subsequent step of slag removal, therefore, it is preferable to supply oxygen in an amount that exceeds the stoichiometric amount necessary to oxidize the silicon in the cast iron and in the added silicon source.
[0091] A unidade básica de oxigênio fornecida ao ferro fundido durante a dessilicatização é preferível para ser uma soma da quantidade estequiométrica necessária para dessilicatização e não menor do que 2 Nm3/t, desejavelmente não menor do que 4 Nm3/t. Na invenção, a concentração de silício no ferro fundido no término da dessilicatização pela transmissão de oxigênio não é mais do que 0,2 % em massa, de preferência não mais do que 0,1 % em massa, mais preferivelmente não mais do que 0,05 % em massa. Desse modo, a propriedade de[0091] The basic oxygen unit supplied to the molten iron during desilication is preferable to be a sum of the stoichiometric amount required for desilication and not less than 2 Nm 3 / t, desirably not less than 4 Nm 3 / t. In the invention, the concentration of silicon in the molten iron at the end of desilication by oxygen transmission is not more than 0.2% by mass, preferably not more than 0.1% by mass, more preferably not more than 0 , 05% by mass. Thus, the property of
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 29/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 29/70
26/53 remoção de escória pode ser mantida bem enquanto se mantém o estado de formação de espuma mesmo em uma remoção de escória depois dessilicatização e da refosforização da escória para o ferro fundido pode ser suprimida. De acordo com os estudos dos inventores, foi confirmado que os efeitos cima são obtidos por insuflação de oxigênio para a dessilicatização com uma taxa de fornecimento de oxigênio através de insuflação pelo topo de 1~2 Nm3/min t e uma baixa de insuflação de gás pelo fundo de aproximadamente 0,02~0,2 Nm3/min.t. [0092] Mesmo quando a dessilicatização do ferro fundido for conduzida enquanto o volume total da escória desfosforizada no tratamento precedente for deixado no forno, o teor de cal na escória desfosforizada pode ser utilizado eficazmente sem provocar a refosforização pela combinação do controle da concentração de silício com o controle da basicidade da escória e o controle da temperatura do ferro fundido. Além disso, a concentração de ácido fosfórico na escória pode ser melhorada por combinação dos controles da concentração de silício, da basicidade da escória e da temperatura do ferro fundido e também mantendo a escória desfosforizada no tratamento precedente no forno, onde é promovida a formação de espuma na escória. Especialmente, o ácido fosfórico na escória possui um efeito de diminuir a tensão superficial da escória e promove a reação com o ferro fundido ou a dispersão de bolhas finas, de modo que é considerado que mesmo quando (T. Fe) for uma concentração de óxido de ferro relativamente baixa como uma concentração de aproximadamente 10 % em massa, a formação de espuma na escória pode ser mantida para manter uma boa propriedade de remoção da escória.26/53 slag removal can be maintained well while maintaining the foaming state even in a slag removal after desilication and slag rephosphorization to the cast iron can be suppressed. According to the studies of the inventors, it has been confirmed that the above effects are obtained by insufflation of oxygen for desilication with an oxygen supply rate through insufflation at the top of 1 ~ 2 Nm 3 / min and a low insufflation of gas by the bottom of approximately 0.02 ~ 0.2 Nm 3 / min. [0092] Even when the desilication of the cast iron is carried out while the total volume of the dephosphorized slag in the previous treatment is left in the oven, the lime content in the dephosphorized slag can be used effectively without causing the phosphorization by combining the control of silicon concentration with the control of the slag basicity and the temperature control of the cast iron. In addition, the concentration of phosphoric acid in the slag can be improved by combining the controls of the silicon concentration, the basicity of the slag and the temperature of the cast iron and also keeping the slag dephosphorized in the previous treatment in the oven, where the formation of foam on the slag. Especially, the phosphoric acid in the slag has an effect of reducing the surface tension of the slag and promotes the reaction with the cast iron or the dispersion of fine bubbles, so that it is considered that even when (T. Fe) is an oxide concentration of relatively low iron as a concentration of approximately 10% by mass, foaming on the slag can be maintained to maintain a good slag removal property.
[0093] (3) A seguir, será explicada uma etapa (C) intermediária de remoção da escória apresentada na FIG. 2(C).[0093] (3) Next, an intermediate step (C) of slag removal shown in FIG. 2 (C).
[0094] No método para o tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção, a etapa de remoção da escória é colocada[0094] In the method for the preliminary treatment of cast iron according to the invention, the step of removing the slag is placed
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 30/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 30/70
27/53 acima da etapa de dessilicatização para conduzir uma remoção intermediária da escória de descarga da escória dessilicatizada com uma baixa basicidade contendo uma grande quantidade de SiO2 gerada na dessilicatização proveniente do forno 1 de refino do tipo conversor. A remoção intermediária da escória dessilicatizada 10 é eficaz para diminuir a quantidade de solvente para o fundente à base de cal usado para o ajuste da própria basicidade da escória na etapa subsequente de desfosforização. Além disso, no caso do método para o tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção em que a dessilicatização do novo ferro fundido é conduzido mantendo ao mesmo tempo uma grande quantidade da escória desfosforizada gerada pelo tratamento preliminar do ferro fundido precedente no forno, a dessilicatização é realizada de modo a evitar a refosforização da escória ao ferro fundido, de modo que a concentração de ácido fosfórico na escória dessilicatizada se torna mais alta do que aquela do método convencional. Quando uma grande quantidade da escória dessilicatizada for mantida no forno, a quantidade de ácido fosfórico na escória se torna excessiva no forno na etapa subsequente de desfosforização para diminuir o efeito de desfosforização, de modo que a remoção da escória seja importante para prevenir este problema.27/53 above the desilication step to carry out an intermediate removal of the discharge slag from the desilicate slag with a low basicity containing a large amount of SiO2 generated in the desilication from the converter type refining furnace 1. The intermediate removal of desilicate slag 10 is effective in decreasing the amount of solvent for the lime based flux used to adjust the slag basicity in the subsequent dephosphorization step. In addition, in the case of the method for the preliminary treatment of cast iron according to the invention in which the desilication of the new cast iron is carried out while maintaining a large amount of the dephosphorized slag generated by the preliminary treatment of the preceding cast iron in the kiln, desilication is carried out in order to avoid the slag rephosphorization to cast iron, so that the concentration of phosphoric acid in the desilicate slag becomes higher than that of the conventional method. When a large amount of desilicate slag is kept in the oven, the amount of phosphoric acid in the slag becomes excessive in the oven in the subsequent dephosphorization step to decrease the dephosphorization effect, so that the removal of the slag is important to prevent this problem.
[0095] No método para o tratamento preliminar de ferro fundido de acordo com a invenção, quando os tratamentos das etapas (A)~(E) acima forem conduzidos repetidamente e continuamente, se a descarga da escória depois da dessilicatização for insuficiente, processa-se a armazenagem de ácido fosfórico no forno, de modo que é necessário tomar cuidado. Por este motivo, quando a quantidade de ácido fosfórico na escória se torna demasiadamente grande no forno na etapa de desfosforização, a eficiência da desfosforização é diminuída pelo aumento da concentração de ácido fosfórico na escória para aumentar a concentração de fósforo no ferro fundido depois do tratamento ou para[0095] In the method for the preliminary treatment of cast iron according to the invention, when the treatments of steps (A) ~ (E) above are carried out repeatedly and continuously, if the slag discharge after desilication is insufficient, process if the storage of phosphoric acid in the oven, so care needs to be taken. For this reason, when the amount of phosphoric acid in the slag becomes too large in the kiln in the dephosphorization step, the efficiency of dephosphorization is decreased by increasing the concentration of phosphoric acid in the slag to increase the phosphorus concentration in the cast iron after treatment. or to
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 31/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 31/70
28/53 aumentar a quantidade do solvente para o fundente à base de cal necessário para a reação de desfosforização.28/53 increase the amount of solvent for the lime-based flux needed for the dephosphorization reaction.
[0096] Na invenção, portanto, é preferível que a proporção de remoção da escória da escória dessilicatizada (% em massa) = (% em massa de escória descarregada) x 100/ (% em massa de escória no forno no término da dessilicatização) seja pelo menos não menor do que 40 % em massa, desejavelmente não menor do que 60 % em massa. Quando a proporção de remoção de escória for menor do que 40 % em massa, a quantidade do solvente para o fundente à base de cal usada na etapa subsequente de desfosforização é aumentada como mencionado anteriormente. Além disso, quando a quantidade de escória for aumentada, a formação de espuma na escória não pode ser suprimida e, portanto, a explosão da escória é provocada pelo orifício do forno na desfosforização e as perturbações da operação podem ser causadas devido a uma explosão da escória.[0096] In the invention, therefore, it is preferable that the proportion of desiccated slag removal (% by mass) = (% by mass of slag discharged) x 100 / (% by mass of slag in the oven at the end of desilication) at least not less than 40% by mass, desirably not less than 60% by mass. When the proportion of slag removal is less than 40% by mass, the amount of solvent for the lime based flux used in the subsequent dephosphorization step is increased as mentioned above. In addition, when the amount of slag is increased, the formation of foam in the slag cannot be suppressed and, therefore, the explosion of the slag is caused by the orifice of the furnace during dephosphorization and disturbances of the operation can be caused due to an explosion of the slag. slag.
[0097] No método para o tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção, a basicidade da escória depois da dessilicatização é obtida em uma faixa de 0,5~1,5 e a temperatura do ferro fundido no término da dessilicatização é obtida até não inferior a 1240°C porém não superior a 1400°C e também a unidade básica de oxigênio é ajustada apropriadamente para promover a formação de espuma na escória, sendo que podem ser garantidos a boa fluidez da escória e o atraso do gás e a boa remoção da escória pode ser conduzida apenas pela inclinação do corpo do forno depois da dessilicatização para fazes escoar a escória para fora do orifício do forno. Quando a escória tiver escoado para fora por ajuste do ângulo de inclinação do corpo do forno de modo a não expulsar o ferro fundido, é obrigado reter uma certa quantidade da escória no forno, porém a quantidade da escória retida no forno pode ser controlada para ser pequena porque a proporção em volume da espuma da escória é de aproximadamente 1/10 e a graviPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 32/70[0097] In the method for the preliminary treatment of the cast iron according to the invention, the basicity of the slag after desilication is obtained in a range of 0.5 ~ 1.5 and the temperature of the cast iron at the end of desilication is obtained up to not less than 1240 ° C but not more than 1400 ° C and also the basic oxygen unit is appropriately adjusted to promote the formation of foam in the slag, with good slag fluidity and gas delay and good slag removal can be conducted only by tilting the furnace body after desilicating to drain the slag out of the furnace orifice. When the slag has drained out by adjusting the angle of inclination of the furnace body so as not to expel the cast iron, it is necessary to retain a certain amount of slag in the furnace, however the amount of slag retained in the furnace can be controlled to be small because the volume ratio of the slag foam is approximately 1/10 and the graviPetition 870180032588, of 04/20/2018, p. 32/70
29/53 dade específica aparente diminui em comparação com a verdadeira gravidade específica. Além disso, quando se acalmar a formação de espuma da escória, é provocada a diminuição da proporção de remoção de escória, de modo que m tempo desde o término da dessilicatização até o início da inclinação do corpo do forno para a remoção da escória é preferível que esteja dentro de 4 minutos.29/53 apparent specificity decreases compared to true specific gravity. In addition, when the slag foaming is calmed, the proportion of slag removal is reduced, so that a time from the end of desilication to the beginning of the inclination of the furnace body for slag removal is preferable. that is within 4 minutes.
[0098] Quando a basicidade da escória dessilicatizada necessária no estágio de remoção da escória for menor do que 0,5, como apresentado na FIG. 3, a viscosidade da escória é aumentada e a boa proporção de remoção de escória não pode ser garantida. Enquanto isso, quando a basicidade da escória dessilicatizada exceder 1,5, a escória na fase sólida é gerada para diminuir a fluidez da escória e diminuir a proporção de remoção de escória. De um ponto de vista de garantir a propriedade de remoção da escória e a proporção de remoção de escória, a basicidade da escória é suficiente para ser de aproximadamente 0,5~1,5. De um ponto de vista de evitar a refosforização da escória na etapa de dessilicatização e a diminuição da quantidade do solvente para o fundente à base de cal usado, é mais preferível ajustar a basicidade da escória até uma faixa de 0,8~1,2.[0098] When the basicity of the desilicate slag required in the slag removal stage is less than 0.5, as shown in FIG. 3, the slag viscosity is increased and the good proportion of slag removal cannot be guaranteed. Meanwhile, when the basicity of the desilicate slag exceeds 1.5, the slag in the solid phase is generated to decrease the slag's fluidity and decrease the slag removal ratio. From a point of view of guaranteeing the slag removal property and the slag removal ratio, the basicity of the slag is sufficient to be approximately 0.5 ~ 1.5. From the point of view of avoiding slag refosphorization in the desilication step and decreasing the amount of solvent for the used lime based flux, it is more preferable to adjust the slag basicity to a range of 0.8 ~ 1.2 .
[0099] Além disso, a formação de espuma na escória é promovida por bolhas finas de CO geradas por (T. Fe) na escória dessilicatizada em uma etapa de remoção de escória, isto é, pela reação de óxido de ferro e ferro fundido ou ferro granulado contendo carbono suspenso na escória. Como a confirmação alternativa é conduzida para testar a faixa de concentração (T. Fe) apropriada, no caso de (T. Fe) < 5 % em massa, a espumação da escória é insuficiente e a força motriz é pequena quanto a escória é descarregada por inclinação do conversor e uma descarga suficiente é difícil. Por outro lado, no caso de (T. Fe) > 25 % em massa, a geração de bolhas de CO em uma escória em escoamento se processa drasticamente e é confirmado o fenômeno de[0099] Furthermore, the formation of foam in the slag is promoted by fine bubbles of CO generated by (T. Fe) in the desilicate slag in a step of slag removal, that is, by the reaction of iron oxide and cast iron or granular iron containing carbon suspended in the slag. As the alternative confirmation is conducted to test the appropriate concentration range (T. Fe), in the case of (T. Fe) <5% by mass, the slag's defoaming is insufficient and the driving force is small when the slag is discharged inclination of the converter and sufficient discharge is difficult. On the other hand, in the case of (T. Fe)> 25% by mass, the generation of CO bubbles in a flowing slag is dramatically processed and the phenomenon of
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 33/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 33/70
30/53 choque e, portanto, é obrigado a interromper a operação de remoção da escória. Para esta finalidade, a faixa apropriada de (T. Fe) na escória no término da dessilicatização ou em uma etapa de remoção da escória é (T. Fe) = 5~25 % em massa.30/53 shock and therefore is obliged to interrupt the slag removal operation. For this purpose, the appropriate range of (T. Fe) in the slag at the end of desilication or in a slag removal step is (T. Fe) = 5 ~ 25% by weight.
[00100] Quando a temperatura da escória dessilicatizada for baixa (menor do que 1260°C) no tratamento em uma etapa de remoção da escória, a fluidez da escória é diminuída pelo aumento da viscosidade da escória associado com a geração de escória em fase sólida e pelo aumento da viscosidade da escória em fase líquida para desse modo provocar aproximadamente a diminuição da proporção de remoção de escória. Portanto, a unidade básica da fonte de ferro fria é ajustada e também pelo menos uma quantidade de adição de fonte de calor tal como carbureto de silício, ferrosilício ou similar e a unidade básica de oxigênio é ajustada dependendo das condições iniciais do ferro fundido usado, sendo que a temperatura do ferro fundido no término da dessilicatização é obtida até não inferior a 1260°C e a temperatura da escória é obtida até não inferior a 1260°C.[00100] When the temperature of the desilicate slag is low (less than 1260 ° C) in the treatment in a slag removal step, the slag fluidity is decreased by the increase in slag viscosity associated with the generation of slag in solid phase and by increasing the slag viscosity in the liquid phase to thereby approximately cause a decrease in the proportion of slag removal. Therefore, the basic unit of the cold iron source is adjusted and also at least an amount of heat source addition such as silicon carbide, ferrosilicon or similar and the basic oxygen unit is adjusted depending on the initial conditions of the cast iron used, the temperature of the cast iron at the end of the desilication is obtained up to not less than 1260 ° C and the temperature of the slag is obtained up to not less than 1260 ° C.
[00101] Quando quase toda a escória gerada depois da dessilicatização for removida, a formação de escória do solvente para o fundente à base de cal recém-adicionado na etapa de desfosforização subsequente etapa é retardada, que é um fator de obstrução da desfosforização. Para esta finalidade, pode ser adicionado fluorito para promover a formação de escória. Neste caso, entretanto, o uso da escória é sujeito a restrição como mencionado anteriormente, o que obstrui a utilização da escória. Além disso, há um processo de promoção da formação da escória pela adição de óxido de ferro tal como minério de ferro ou similar. No entanto, este método não é aconselhável porque a perda de calor é grande devido à reação endotérmica de decomposição de óxido de ferro e a quantidade de calor que pode ser usada para a dissolução da fonte de ferro fria é diminuída.[00101] When almost all the slag generated after desilication is removed, the slag formation of the solvent for the freshly added lime based flux in the subsequent dephosphorization step is delayed, which is an obstruction factor of dephosphorization. For this purpose, fluorite can be added to promote slag formation. In this case, however, the use of the slag is subject to restriction as previously mentioned, which obstructs the use of the slag. In addition, there is a process to promote the formation of slag by adding iron oxide such as iron ore or similar. However, this method is not advisable because the heat loss is large due to the endothermic reaction of iron oxide decomposition and the amount of heat that can be used to dissolve the cold iron source is decreased.
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 34/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 34/70
31/53 [00102] Portanto, para promover a formação de escória solvente para o fundente à base de cal sem utilizar o fluorito ou o óxido de ferro no estágio de desfosforização, também é eficaz reter uma quantidade apropriada da escória dessilicatizada que possui a composição preferível e a temperatura no forno e utilizar o dióxido de silício ou o óxido de ferro na escória para promover a formação da escória. Na descarga da escória dessilicatizada, é preferível que o ângulo de inclinação do corpo do forno seja ajustado enquanto se mantém a proporção de remoção de escória preferível da escória dessilicatizada a não menos do que 40%, de preferência não menos do que 60% de modo a reter 4~20 kg/t da escória dessilicatizada no forno. Desse modo, a reação de desfosforização pode ser promovida com eficiência sem usar o óxido de ferro no estágio de desfosforização e é possível utilizar indiretamente a quantidade de calor baseada na reação endotérmica de decomposição de óxido de ferro como o calor para a dissolução da fonte de ferro fria na dessilicatização. Quando a quantidade de retenção da escória dessilicatizada for menor do que 4 kg/t, é necessário usar o óxido de ferro para promover a formação de escória do solvente para o fundente à base de cal na etapa subsequente de desfosforização. Enquanto excede 20 kg/t, há um problema de que a quantidade do solvente para o fundente à base de cal usado é aumentada a operação de desfosforização é obstruída.31/53 [00102] Therefore, in order to promote the formation of solvent slag for the lime-based flux without using fluorite or iron oxide in the dephosphorization stage, it is also effective to retain an appropriate amount of the desilicate slag that has the composition preferable and oven temperature and use silicon dioxide or iron oxide in the slag to promote slag formation. In the discharge of desilicate slag, it is preferable that the inclination angle of the furnace body is adjusted while maintaining the preferred slag removal ratio of the desilicate slag to not less than 40%, preferably not less than 60% so to retain 4 ~ 20 kg / t of desiccated slag in the oven. In this way, the dephosphorization reaction can be efficiently promoted without using iron oxide in the dephosphorization stage and it is possible to indirectly use the amount of heat based on the endothermic reaction of iron oxide decomposition as the heat for the dissolution of the source of cold iron in desilication. When the amount of desilicated slag retention is less than 4 kg / t, it is necessary to use iron oxide to promote the formation of slag from the solvent to the lime-based flux in the subsequent dephosphorization step. While exceeding 20 kg / t, there is a problem that the amount of solvent for the used lime based flux is increased, the dephosphorization operation is blocked.
[00103] (4) Será explicada a etapa de desfosforização (D) apresentada na FIG. 2(D).[00103] (4) The dephosphorization step (D) shown in FIG. 2 (D).
[00104] Depois da etapa de remoção da escória (C), a desfosforização do ferro fundido é conduzida por adição do solvente para o fundente à base de cal ao ferro fundido retido no mesmo forno 1 de refino do tipo conversor e a insuflação de oxigênio como uma fonte de oxigênio. Como a fonte de oxigênio usada nesta etapa de desfosforização, é preferível usar apenas oxigênio gasoso 12 por uma lança 2 de insuflaPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 35/70[00104] After the slag removal step (C), the dephosphorization of the cast iron is carried out by adding the solvent for the lime based flux to the cast iron retained in the same converter type refining furnace 1 and the insufflation of oxygen as a source of oxygen. As the oxygen source used in this dephosphorization step, it is preferable to use only gaseous oxygen 12 for an insufflation lance 2 Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 35/70
32/53 ção no topo em vista da redução da perda de calor. O fósforo no ferro fundido é oxidado pelo oxigênio na fonte de oxigênio fornecida para formar o óxido de fósforo (P2O5) e o óxido fosforoso é incorporado estavelmente e à escória produzida por uma formação de escória do solvente para o fundente à base de cal para promover a desfosforização do ferro fundido. Para promover com eficiência a reação de desfosforização, é preferível que a desfosforização seja realizada por adição do solvente para o fundente à base de cal de modo a tornar a basicidade da escória desfosforizada (escória 18 depois da desfosforização da última carga) não inferior a 1,2, porém não superior a 3,0 e fornecer oxigênio de modo a tornar a temperatura do ferro fundido depois do término da desfosforização não inferior a 1280°C, porém não superior a 1360°C.32/53 tion at the top in order to reduce heat loss. Phosphorus in cast iron is oxidized by oxygen in the oxygen source supplied to form phosphorus oxide (P2O5) and phosphorous oxide is stably incorporated and to the slag produced by a slag formation from the solvent to the lime-based flux to promote dephosphorization of cast iron. To efficiently promote the dephosphorization reaction, it is preferable that the dephosphorization is carried out by adding the solvent to the lime-based flux in order to make the basicity of the dephosphorized slag (slag 18 after dephosphorization of the last load) not less than 1 , 2, but not exceeding 3.0 and providing oxygen in order to make the temperature of the cast iron after the end of dephosphorization not less than 1280 ° C, but not more than 1360 ° C.
[00105] Quando a basicidade da escória da escória desfosforizada 17 gerada nesta desfosforização for menor do que 1,2 ou a temperatura do ferro fundido exceder 1360°C, a capacidade de desfosforização da escória é prejudicada e a concentração de fósforo no ferro fundido depois do tratamento pode não ser diminuída suficientemente. Embora, quando a basicidade da escória exceder 3,0, a formação de escória do solvente para o fundente à base de cal é difícil e o custo do solvente para o fundente à base de cal aumenta. Quando a temperatura do ferro fundido for menor do que 1280°C, a formação de escória também é difícil e a quantidade de calor na etapa de descarburização subsequente está faltando. Para garantir suficientemente a quantidade de calor na etapa de descarburização, é desejável que a temperatura do ferro fundido depois da desfosforização seja obtida até não inferior a 1280°C, porém não superior a 1360°C e também a quantidade de oxigênio usada e /ou a quantidade de carbono adicionada na dessilicatização e na desfosforização são/é ajustada (s) de modo a tornar a concentração de carbono no ferro fundido depois da desfosforização não[00105] When the basicity of the dephosphorized slag 17 generated in this dephosphorization is less than 1.2 or the temperature of the cast iron exceeds 1360 ° C, the slag's dephosphorization capacity is impaired and the phosphorus concentration in the cast iron afterwards treatment may not be diminished sufficiently. Although, when the slag basicity exceeds 3.0, the formation of slag from the solvent to the lime-based flux is difficult and the cost of the solvent to the lime-based flux increases. When the temperature of the cast iron is less than 1280 ° C, slag formation is also difficult and the amount of heat in the subsequent decarburization step is lacking. To sufficiently guarantee the amount of heat in the decarburization step, it is desirable that the temperature of the cast iron after dephosphorization is obtained to not less than 1280 ° C, but not more than 1360 ° C and also the amount of oxygen used and / or the amount of carbon added in the desilicate and dephosphorization is / is adjusted (s) so as to make the concentration of carbon in the cast iron after dephosphorization not
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 36/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 36/70
33/53 inferior a 2,8 % em massa.33/53 less than 2.8% by weight.
[00106] Na operação do método de acordo com a invenção, ocorre um caso em que a concentração de Si, a concentração de P e a temperatura do ferro fundido são variadas para tornar baixa a temperatura do ferro fundido depois da dessilicatização ou um caso em que concentração de P no ferro fundido é alta e a carga de desfosforização é grande. Neste caso, para promover a dissolução de cal na etapa de desfosforização, é eficaz insuflar uma fonte de cal tal como cal em pó, carbonato de cálcio ou similar sobre a superfície do ferro fundido por uma lança de insuflação no topo com oxigênio gasoso ou gás inerte. Em uma zona da superfície do ferro fundido exposta à insuflação de oxigênio pelo topo é provocada uma reação direta de descarburização ou uma oxidação do ferro para obter uma temperatura superior a aproximadamente 2000°C e, portanto, é promovida fusão por adição de cal em pó a uma tal zona.[00106] In the operation of the method according to the invention, a case occurs in which the Si concentration, the P concentration and the temperature of the cast iron are varied to make the temperature of the cast iron low after desilication or a case in that the concentration of P in the cast iron is high and the dephosphorization load is high. In this case, to promote lime dissolution in the dephosphorization step, it is effective to inflate a source of lime such as powdered lime, calcium carbonate or similar over the surface of the cast iron by an insufflation lance at the top with gaseous oxygen or gas inert. In a zone of the surface of the cast iron exposed to the insufflation of oxygen from the top, a direct decarburization reaction or an oxidation of the iron is caused to obtain a temperature above approximately 2000 ° C and, therefore, fusion is promoted by the addition of powdered lime. to such an area.
[00107] No método para o tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção, a escória que contém SiO2 que contribui para a fusão da cal é descarregada depois da dessilicatização, de modo que a dissolução prematura seja eficaz por carregamento da cal em pó. Neste método, o calor de oxidação de Si no ferro fundido é utilizado para promover a dissolução da fonte de ferro fria. Portanto, a operação a uma temperatura mais alta é preferível em relação à taxa de dissolução da sucata no ferro fundido. No entanto, quanto mais alta a temperatura torna-se mais inconveniente na refosforização na dessilicatização e na desfosforização. Na invenção, portanto, a insuflação pelo topo do óxido de ferro pulverizado é conduzida simultaneamente na zona exposta à insuflação de oxigênio pelo topo e somente a zona da reação é resfriada localmente pela reação de decomposição de óxido de ferro (reação endotérmica), em que torna-se possível tentar a desfosforização ou a supressão da refosforização sob condições de[00107] In the method for the preliminary treatment of the cast iron according to the invention, the slag containing SiO2 that contributes to the melting of the lime is discharged after desilication, so that the premature dissolution is effective by loading the powdered lime . In this method, the heat of oxidation of Si in the cast iron is used to promote the dissolution of the cold iron source. Therefore, operation at a higher temperature is preferable in relation to the rate of dissolution of the scrap in the cast iron. However, the higher the temperature, the more inconvenient it is to refosphorize, desilicate and dephosphorize. In the invention, therefore, insufflation from the top of the pulverized iron oxide is carried out simultaneously in the zone exposed to oxygen insufflation from the top and only the reaction zone is cooled locally by the iron oxide decomposition reaction (endothermic reaction), in which it becomes possible to try to dephosphorize or suppress phosphorization under conditions of
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 37/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 37/70
34/53 temperatura macroscopicamente superior. Como o material auxiliar que contém cal ou carbonato de cálcio pode não ser apenas uma única substância, porém também materiais reciclados tal como a escória gerada na insuflação com descarburização em conversor e similares. Além disso, como o óxido de ferro pode ser usado não apenas como uma única substância de minério de ferro ou similar, mas também materiais reciclados tais como escamas de laminagem, minério em pó sinterizado, pó fino coletado e similares.34/53 macroscopically higher temperature. As the auxiliary material containing lime or calcium carbonate may not only be a single substance, but also recycled materials such as the slag generated in insufflation with decarburization in converter and the like. In addition, as iron oxide can be used not only as a single substance of iron ore or similar, but also recycled materials such as rolling scales, sintered powdered ore, collected fine powder and the like.
[00108] (5) A seguir, será explicada uma etapa (E) de derramamento apresentada na FIG. 2(E).[00108] (5) Next, a spill step (E) shown in FIG. 2 (E).
[00109] Nesta etapa (E), o ferro fundido no forno de refino do tipo conversor é despejado para um recipiente que contém o ferro fundido (que não aparece na figura) por inclinação do forno 1 de refino do tipo conversor para um lado dotado de um orifício de despejo quando a concentração de fósforo no ferro fundido através da etapa de desfosforização acima é diminuída até um dado valor. Além disso, é preferível que o valor dado da concentração de fósforo não seja maior do que 0,030 % em massa.[00109] In this step (E), the cast iron in the converter-type refining furnace is poured into a container containing the cast iron (which does not appear in the figure) by tilting the converter-type refining furnace 1 to one end equipped of a discharge orifice when the phosphorus concentration in the cast iron through the dephosphorization step above is decreased to a given value. In addition, it is preferable that the given value of the phosphorus concentration is not greater than 0.030% by mass.
[00110] Como mencionado antes, o método para o tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção é um tratamento contínuo de derramamento do ferro fundido depois da desfosforização, deixando pelo menos uma parte da escória desfosforizada no forno sem ser descarregada e carregando ferro fundido novo para conduzir a dessilicatização. Portanto, a maior parte da escória descarregada do forno para refino do tipo conversor (forno para tratamento preliminar) é uma escória depois da dessilicatização, que pode diminuir a incorporação da escória desfosforizada que apresenta uma basicidade relativamente alta. Isto evita um caso em que se a escória desfosforizada for incorporada, há uma temida eluição com álcali ou inchação devido à reação de hidratação para restringir o uso da escória. EspecialmenPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 38/70[00110] As mentioned before, the method for the preliminary treatment of the cast iron according to the invention is a continuous treatment of pouring of the cast iron after dephosphorization, leaving at least part of the slag dephosphorized in the oven without being discharged and carrying iron. new cast to conduct desilication. Therefore, most of the slag discharged from the converter-type refining furnace (furnace for preliminary treatment) is a slag after desilication, which can decrease the incorporation of dephosphorized slag which has a relatively high basicity. This avoids a case in which if dephosphorized slag is incorporated, there is a feared elution with alkali or swelling due to the hydration reaction to restrict the use of the slag. EspeciallyPetition 870180032588, of 04/20/2018, p. 38/70
35/53 te, tal problema não completamente provocado em um processo que não descarrega a escória desfosforizada, de modo que o tratamento da escória pode ser simplificado e é possível usar a escória para aplicações adicionais de alto valor. Particularmente, isto possui um grande efeito para um caso em que o tratamento preliminar do ferro fundido é realizado continuamente e repetidamente com um conversor como na invenção.35/53 te, such a problem not completely caused in a process that does not discharge the dephosphorized slag, so that the slag treatment can be simplified and it is possible to use the slag for additional high-value applications. In particular, this has a great effect in a case where the preliminary treatment of the cast iron is carried out continuously and repeatedly with a converter as in the invention.
EXEMPLOS [00111] O tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção é realizado com um forno 1 de refino do tipo conversor de 250 tons de capacidade como apresentado na FIG. 1. Neste tratamento, o oxigênio gasoso é insuflado por meio de uma lança 2 para insuflação pelo topo em direção à uma superfície do banho (ferro fundido), enquanto o nitrogênio gasoso para agitação é insuflado para o ferro fundido através de cinco ventaneiras de insuflação no fundo dispostas no fundo do corpo do forno. Em todos os Exemplos apresentados na Tabela 1 e uma parte dos Exemplos Comparativos apresentados na Tabela 2, uma parte ou toda a escória desfosforizada produzida por desfosforização do ferro fundido precedente é retida no forno para refino do tipo conversor e uma fonte de ferro fria é primeiro carregada ao mesmo e então o ferro fundido é carregado para o forno e depois disso o oxigênio é insuflado pelo topo para iniciar a dessilicatização. Em uma parte da operação, os briquetes de SiC e o Si sem ser óxido são usados como uma fonte de silício para uma fonte de calor na dessilicatização e é usada cal viva como um solvente para o fundente à base de cal para o ajuste da basicidade e adicionada ao forno por cima. Depois do término da dessilicatização, o corpo do forno é inclinado imediatamente para conduzir a remoção da escória. Subsequentemente, são fornecidos cal viva e oxigênio gasoso e é adicionado minério de ferro em uma parte da operação para conduzir a desfosforização. UmEXAMPLES [00111] The preliminary treatment of the cast iron according to the invention is carried out with a 250 ton capacity converter type refining oven 1 as shown in FIG. 1. In this treatment, the gaseous oxygen is insufflated by means of a lance 2 for insufflation from the top towards a bath surface (cast iron), while the gaseous nitrogen for stirring is insufflated to the cast iron through five insufflation nozzles. at the bottom arranged at the bottom of the oven body. In all the Examples presented in Table 1 and a part of the Comparative Examples presented in Table 2, part or all of the dephosphorized slag produced by dephosphorization of the preceding cast iron is retained in the furnace for refining of the converter type and a cold iron source is first charged at the same time and then the cast iron is loaded into the furnace and after that oxygen is inflated from the top to start desilication. In one part of the operation, SiC briquettes and non-oxide Si are used as a silicon source for a heat source in desilication and quicklime is used as a solvent for the lime based flux for the basicity adjustment. and added to the oven on top. After desiccation is complete, the furnace body is immediately tilted to conduct the slag removal. Subsequently, quicklime and gaseous oxygen are supplied and iron ore is added in part of the operation to conduct dephosphorization. a
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 39/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 39/70
36/53 período de tempo desde o início da dessilicatização até o término do esvaziamento depois da desfosforização é de aproximadamente 30 minutos.36/53 period of time from the beginning of desilication to the end of emptying after dephosphorization is approximately 30 minutes.
[00112] Como a fonte de ferro fria é usada sucata de ferro definida em Uniform standards of Ferrous Scraps da associação de matériaprima ferrosa do Japão (The Japan ferrous raw materials association). [00113] As condições de operação e os resultados da operação são apresentadas na Tabela 1 em relação aos Exemplos da Invenção e na Tabela 2 em relação aos Exemplos Comparativos, respectivamente. Em quaisquer operações, o óxido de ferro não é usado na dessilicatização, porém a basicidade da escória descarregada do forno para refino do tipo conversor em uma etapa de remoção de escória depois da dessilicatização é obtida até um valor alvo exceto para o Exemplo Comparativo 3, de modo que a escória seja formada suficientemente.[00112] As the cold iron source is used iron scrap defined in Uniform standards of Ferrous Scraps of the Japan ferrous raw materials association (The Japan ferrous raw materials association). [00113] The operating conditions and the results of the operation are presented in Table 1 in relation to the Examples of the Invention and in Table 2 in relation to the Comparative Examples, respectively. In any operation, iron oxide is not used in desilication, but the basicity of the slag discharged from the kiln for refining the converter type in a step of slag removal after desilication is obtained up to a target value except for Comparative Example 3, so that the slag is formed sufficiently.
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Tabela 1Table 1
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Tabela 2Table 2
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SS/H7SS / H7
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43/53 [00114] Os Exemplos 1, 2 e 5~9 são um caso em que o tratamento preliminar do próximo ferro fundido é conduzido enquanto uma quantidade total de escória desfosforizada depois da desfosforização do ferro fundido precedente é retida no forno e o Exemplo Comparativo 1 é um caso em que uma quantidade total de escória é descarregada depois da desfosforização de ferro fundido precedente para comparação. Além disso, o Exemplo Comparativo 2 é um caso em que a desfosforização é conduzida continuamente sem descarregar a escória dessilicatizada depois da dessilicatização.43/53 [00114] Examples 1, 2 and 5 ~ 9 are a case where the preliminary treatment of the next cast iron is carried out while a total amount of dephosphorized slag after dephosphorization of the previous cast iron is retained in the oven and the Example Comparative 1 is a case in which a total amount of slag is discharged after dephosphorization of the preceding cast iron for comparison. In addition, Comparative Example 2 is a case where dephosphorization is carried out continuously without discharging the desilicate slag after desilicate.
[00115] Nos Exemplos 1~9 adaptados a um método da invenção, as condições tais como basicidade e quantidade de retenção no forno (proporção de retenção e proporção de descarga) de escória desfosforizada e de escória dessilicatizada, a temperatura depois da dessilicatização, a concentração de silício no ferro fundido etc. são mudadas variavelmente. Em quaisquer condições, a concentração de fósforo no ferro fundido depois da desfosforização é tão baixa quando menor do que aproximadamente 0,03 % em massa a uma pequena quantidade de cal viva de aproximadamente 5~7,7 kg/t usada e uma quantidade de sucata é grande em comparação com o Exemplo Comparativo 1. Ao contrário, o Exemplo Comparativo 1 descarrega todas as quantidades da escória depois da desfosforização do ferro fundido precedente e da escória dessilicatizada, de modo que a concentração de fósforo no ferro fundido depois do tratamento seja baixa, porém a quantidade de cal viva usada é aumentada e uma grande quantidade de minério de ferro é necessária para a formação da escória na desfosforização e, portanto, a quantidade de sucata usada é pequena.[00115] In Examples 1 ~ 9 adapted to a method of the invention, conditions such as basicity and amount of retention in the oven (retention ratio and discharge ratio) of dephosphorized slag and desilicate slag, the temperature after desilicate, the concentration of silicon in cast iron etc. are changed variably. Under any conditions, the concentration of phosphorus in the cast iron after dephosphorization is as low as less than approximately 0.03% by weight at a small amount of approximately 5 ~ 7.7 kg / t used lime and an amount of scrap is large compared to Comparative Example 1. In contrast, Comparative Example 1 discharges all amounts of slag after dephosphorization of the preceding cast iron and desilicate slag, so that the phosphorus concentration in the cast iron after treatment is low, but the amount of quicklime used is increased and a large amount of iron ore is necessary for the formation of slag during dephosphorization and, therefore, the amount of scrap used is small.
[00116] No Exemplo Comparativo 2, a desfosforização é conduzida sem descarregar a escória depois da dessilicatização, de modo que a quantidade da escória depois da desfosforização é aumentada significativamente e a quantidade de cal viva usada também é aumentada.[00116] In Comparative Example 2, dephosphorization is carried out without discharging the slag after desilication, so that the amount of slag after dephosphorization is increased significantly and the amount of quicklime used is also increased.
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 47/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 47/70
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No Exemplo Comparativo 3, a basicidade da escória depois da dessilicatização diminui até menor do que 0,5, o que é considerado para provocar aproximadamente a refosforização e também a quantidade de cal viva usada se tornar maior para o ajuste da basicidade na desfosforização. No Exemplo Comparativo 4, a temperatura depois da dessilicatização se torna maior do que 1380°C, o que é considerado para provocar aproximadamente a refosforização e também a quantidade de cal viva usada se torna maior para o ajuste da basicidade na desfosforização. No Exemplo Comparativo 5, a dessilicatização é terminada enquanto a reação de dessilicatização não se processa suficientemente, de modo que espumação da escória é facilmente acalmada e a proporção da descarga da escória dessilicatizada se torna fraca e a quantidade de cal viva usada se torna maior.In Comparative Example 3, the slag basicity after desilication decreases to less than 0.5, which is considered to cause approximately refosphorization and also the amount of quicklime used becomes greater for the adjustment of the basicity in dephosphorization. In Comparative Example 4, the temperature after desilication becomes higher than 1380 ° C, which is considered to cause approximately phosphorization and also the amount of quicklime used becomes higher for adjusting the basicity in dephosphorization. In Comparative Example 5, desilication is terminated as long as the desilication reaction is not processed sufficiently, so that the slag's foaming is easily calmed and the proportion of the desilicated slag discharge becomes weak and the amount of quicklime used becomes greater.
[00117] Para tornar evidente a diferença de condições de tratamento na propriedade de remoção da escória, a remoção da escória não é conduzida depois da dessilicatização e é realizado um teste de remoção da por inclinação do forno depois da dessilicatização + desfosforização. Considerando-se a concentração de Si no ferro fundido, a basicidade (Ca/SiO2) é ajustada até 1,5 depois da dessilicatização + desfosforização e como um resultado, (T. Fe) é 10~30 % em massa, [Si] depois do tratamento é Tr., [P] é 0,050~0,070 % em massa e a temperatura do ferro fundido é de 1340~1360°C. A espumação da escória não é provocada substancialmente e a escória que possui uma alta proporção e fase sólida é descarregada e é difícil controlar a quantidade de descarga por inclinação do forno. Isto é, o comportamento da escória e a condição de espumação são diferentes na descarga da escória depois da dessilicatização e depois da dessilicatização + desfosforização, de modo que as condições apropriadas da composição da escória não podem ser aplicadas.[00117] To make the difference in treatment conditions evident in the slag removal property, slag removal is not carried out after desilication and a removal test is carried out by tilting the oven after desilication + dephosphorization. Considering the Si concentration in the cast iron, the basicity (Ca / SiO2) is adjusted up to 1.5 after desilication + dephosphorization and as a result, (T. Fe) is 10 ~ 30% by mass, [Si] after treatment is Tr., [P] is 0.050 ~ 0.070% by weight and the temperature of the cast iron is 1340 ~ 1360 ° C. The slag foaming is not substantially caused and the slag that has a high proportion and solid phase is discharged and it is difficult to control the amount of discharge by tilting the furnace. That is, the behavior of the slag and the foaming condition are different in the discharge of the slag after desilicate and after desilicate + dephosphorization, so that the appropriate conditions of the slag composition cannot be applied.
[00118] Pela comparação entre o Exemplo 1 e o Exemplo CompaPetição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 48/70[00118] For the comparison between Example 1 and Example CompaPetição 870180032588, of 04/20/2018, p. 48/70
45/53 rativo 4, pode ser observado que a desfosforização pode ser conduzida com eficiência pelo aumento da quantidade de sucata usada e diminuindo a temperatura depois da dessilicatização para diminuir a quantidade de cal viva usada enquanto se suprime a refosforização da escória.45/53 rative 4, it can be seen that dephosphorization can be conducted efficiently by increasing the amount of scrap used and decreasing the temperature after desilication to decrease the amount of quicklime used while suppressing slag rephosphorization.
[00119] A influência da basicidade durante a dessilicatização é examinada da mesma maneira que o teste das Tabelas 1 e 2. Os resultados são apresentados na Tabela 3. Como observado pela Tabela 3, nos Exemplos 11 e 12 que satisfazem a basicidade durante a dessilicatização de 0,8~1,5, a refosforização não é causada e a concentração de fósforo depois da desfosforização é boa. Ao contrário, no Exemplo 10 em que a basicidade durante a dessilicatização está fora de 0,8~1,5, a refosforização é causada e a concentração de fósforo depois da desfosforização se torna um pouco alta.[00119] The influence of basicity during desilication is examined in the same way as the test in Tables 1 and 2. The results are shown in Table 3. As noted by Table 3, in Examples 11 and 12 that satisfy basicity during desilication 0.8 ~ 1.5, refosphorization is not caused and the phosphorus concentration after dephosphorization is good. In contrast, in Example 10 where the basicity during desilication is outside 0.8 ~ 1.5, the phosphorization is caused and the phosphorus concentration after dephosphorization becomes somewhat high.
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 49/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 49/70
Tabela 3Table 3
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Fórmula de cálculo CaOa[lcg/t] + CaOb[kg/t]Calculation formula CaOa [lcg / t] + CaOb [kg / t]
SIO2a [kg/t] + SIO2b [kg/t]SIO 2a [kg / t] + SIO 2b [kg / t]
A fórmula de cálculo acima é usada no cálculo de CaO/SiC>2 durante a insuflação para adessilicatização. CaOa: quantidade de dissolução de cal carregada CaOb: CaO na escória retidaThe calculation formula above is used in the calculation of CaO / SiC> 2 during insufflation for desilication. CaOa: amount of lime dissolution loaded CaOb: CaO in the retained slag
SiO2a: Si quantidade queimada *2,14SiO 2a : Si amount burned * 2.14
SiO2t>: escória retida S1O2SiO2t>: retained slag S1O2
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Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 52/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 52/70
49/53 [00120] Além disso, a influência da T. Fe no término da dessilicatização no período de tempo da remoção intermediária da escória é examinada como os testes das Tabelas 1 e 2. Os resultados são apresentados na Tabela 4, Como observado pelos Exemplos 13~16 na Tabela 4, pode ser usada uma maior quantidade de sucata em todos os exemplos e a quantidade de cal viva usada pode ser diminuída. Particularmente, nos Exemplos 13 e 14 que fornecem cal viva pulverizada, carbonato de cálcio e óxido de ferro pela lança de insuflação no topo na etapa de desfosforização etapa, aumentam a formação de escória /taxa de fusão da cal viva e a concentração de fósforo depois do tratamento a mesma quantidade de cal viva é tão baixa quanto [P] < 0,020 % em massa. No método dos Exemplos 13 e 14 em que (T. Fe) na escória dessilicatizada em uma etapa de remoção de escória é de 5~25 % em massa, o tempo de remoção intermediário da escória pode ser abreviado e propriedade de remoção intermediária da escória é boa. Ao contrário, o Exemplo 15 tem (T. Fe) baixa na escória dessilicatizada na etapa de remoção da escória e leva um longo tempo de remoção intermediária de escória em comparação com os Exemplos 13 e 14, Por outro lado, o Exemplo 16 tem (T. Fe) alta na escória dessilicatizada em uma etapa de remoção de escória e provoca fenômeno de choque, de modo que leva tempo para acalmar a escória e o tempo de remoção da escória é aumentado.49/53 [00120] In addition, the influence of T. Fe at the end of desilication in the period of intermediate slag removal is examined as the tests in Tables 1 and 2. The results are presented in Table 4, as observed by Examples 13 ~ 16 in Table 4, a larger amount of scrap can be used in all examples and the amount of quicklime used can be decreased. Particularly, in Examples 13 and 14 which provide powdered quicklime, calcium carbonate and iron oxide through the insufflation lance at the top in the dephosphorization step, increase the slag formation / melting rate of the quicklime and the phosphorus concentration afterwards of the treatment the same amount of quicklime is as low as [P] <0.020% by weight. In the method of Examples 13 and 14 where (T. Fe) in the desilicate slag in a slag removal step is 5 ~ 25% by mass, the intermediate slag removal time can be shortened and the intermediate slag removal property it's good. In contrast, Example 15 has (T. Fe) low in the desilicate slag in the slag removal step and takes a long time to intermediate slag removal compared to Examples 13 and 14, On the other hand, Example 16 has ( T. Fe) high in desilicated slag in a slag removal step and causes shock phenomenon, so it takes time to calm the slag and the slag removal time is increased.
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 53/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 53/70
Tabela 4Table 4
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Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 54/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 54/70
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Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 55/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 55/70
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Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 56/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 56/70
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APLICABILIDADE INDUSTRIAL [00121] O tratamento preliminar do ferro fundido de acordo com a invenção pode diminuir a concentração de fósforo eficazmente enquanto suprime a quantidade de fundente usado e a quantidade de escória gerada e pode conduzir a dissolução da fonte de ferro fria tal como sucata de ferro, ferro fundido frio ou similar eficazmente. Esta técnica pode ser aplicada ao tratamento não apenas com o forno para refino do tipo conversor porém também o outro conversor para refino que possui a construção similar.INDUSTRIAL APPLICABILITY [00121] The preliminary treatment of the cast iron according to the invention can effectively decrease the phosphorus concentration while suppressing the amount of used flux and the amount of slag generated and can lead to the dissolution of the cold iron source such as scrap iron. iron, cold cast iron or similar effectively. This technique can be applied to treatment not only with the converter type refining furnace but also the other refining converter that has a similar construction.
DESCRIÇÃO DOS SÍMBOLOS DE REFERÊNCIA forno para refino do tipo conversor lança para insuflação pelo topo ventaneira para insuflação pelo fundo orifícios de despejo depósitosDESCRIPTION OF REFERENCE SYMBOLS converter-type refining furnace for insufflating from the top ventral to insufflating from the bottom dump holes deposits
6, 8 calhas de escoamento depósito ferro fundido escória depois da dessilicatização a fonte de ferro fria oxigênio gasoso gás de insuflação pelo fundo concha de carregamento fonte de silício solvente para o fundente à base de cal escória depois da desfosforização6, 8 chutes cast iron slag deposit after desilication the cold iron source gaseous oxygen insufflation gas through the bottom loading shell solvent silicon source for the slag based flux after dephosphorization
Petição 870180032588, de 20/04/2018, pág. 57/70Petition 870180032588, of 04/20/2018, p. 57/70
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
B09A | Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette] | ||
B09W | Correction of the decision to grant [chapter 9.1.4 patent gazette] | ||
B16A | Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette] |